Question

【題目】在一個體積為2L的密閉容器中，高溫下發生反應：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，其中，H2O、CO的物質的量隨時間的變化曲線如下圖所示。

(1)寫出上述反應的平衡常數表達式K=______。

(2)計算第1min內v(H2O)=_______。

(3)反應處于平衡狀態的時間段是_______。

(4)若反應進行至2min時，改變了溫度，使曲線發生了如下圖所示的變化，則溫度是____，(填“升高、降低、不變”)，正反應是_____(填“吸熱、放熱”)反應。

(5)反應至5min時，若也只改變了某一個條件，使曲線發生如上圖所示的變化，該條件可能是下述中的____(填寫編號)。

①增加了CO； ②增加了水蒸氣； ③加了催化劑； ④擴大了容器體積。

Answer 1

【答案】 0.1 mol/(L·min) 1-2、3-5 升高 吸熱 ②

【解析】

(1)根據化學平衡常數的定義書寫表達式；

(2)根據反應速率v=計算用水表示的化學反應速率；

(3)反應處于平衡狀態時，任何物質的物質的量及濃度不變；

(4)反應進行至2min時，根據圖象知，相同時間內，水和一氧化碳的物質的量變化量大于0~1min內，說明反應速率增大，根據壓強和溫度對反應速率、化學平衡的影響分析；

(5)反應至第5min時，CO的物質的量不變，水的物質的量增大，說明改變的量是水的物質的量。

(1)化學平衡常數是可逆反應達到平衡狀態時，各種生成物濃度冪之積與各種反應物濃度冪之積的比，則對于反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)來說，其化學平衡常數K=；

(2)根據圖象可知，在第一個平衡時段的H2O的物質的量由1.4mol變為1.2mol，變化了0.2mol，反應容器為2L，反應時間為1min，則用H2O的濃度變化表示反應速率為v(H2O)==0.1mol/(L·min)；

(3)由于反應容器的容積不變，任何物質的物質的量不變，則反應達到平衡狀態時，根據圖象可知反應達到平衡狀態的時間段為1~2min、3~5min；

(4)反應進行至2min時，根據圖象知，相同時間內，水和一氧化碳的物質的量變化量大于0~1min內，說明反應速率增大，水蒸氣的物質的量減少，一氧化碳的物質的量增加，說明平衡向正反應方向移動，說明該改變的條件只能是升高溫度，該反應為吸熱反應；

(5)反應至第5min時，CO的物質的量不變，水的物質的量增大，說明改變的量是增加水的物質的量，隨反應進行水蒸氣減小，一氧化碳增大，平衡正向進行，故合理選項是②。