Question

一定温度下在体积为5 L的密闭容器中发生可逆反应。(Ⅰ)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=

(1)写出该反应的化学方程式:                           

(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是　　　　(填选项编号)。 

A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

B.v_正(H₂O)=v_逆(H₂)

C.容器中气体的密度不随时间而变化

D.容器中总质量不随时间而变化

E.消耗n mol H₂的同时消耗n mol CO

(Ⅱ)若该密闭容器中加入的是2 mol Fe(s)与1 mol H₂O(g),t₁秒时,H₂的物质的量为0.20 mol,到第t₂秒时恰好达到平衡,此时H₂的物质的量为0.35 mol。

(1)t₁～t₂这段时间内的化学反应速率v(H₂)=　　　　　　　　　　　。 

(2)若继续加入2 mol Fe(s),则平衡　　　　　　移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),继续通入1 mol H₂O(g),再次达到平衡后,H₂物质的量为 　　　　mol。 

(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t₁时改变了某种条件,改变的条件可能是　　　　　　　、　　　　　　　(填写2项)。 

Answer

(Ⅰ)(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g)

(2)A、B、C (Ⅱ)(1)0.03/(t2-t1)mol·L-1·s-1

(2)不 0.7

(3)使用了催化剂 增大了H2的浓度

综合演练

【解析】(Ⅰ)(1)根据化学平衡常数的定义,找出反应物、生成物以及系数,写出方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g)。

(2)由于C是固体,因此随着反应的进行,容器中气体的平均相对分子质量随着时间而变化,A正确; v正(H2O)=v逆(H2),说明正、逆反应速率相等,B对;由于C是固体,因此随着反应的进行,容器中气体的质量随着时间而变化,而体积不变,因此密度随时间而变化,而总质量一直不发生变化,所以C可作为判断平衡的标志,而D不能。消耗n mol H2的同时消耗n mol CO均为逆反应速率,不能判断该反应一定达到化学平衡状态。

(Ⅱ)(1)v(H2)=(0.35-0.20) mol/5 L·(t2-t1)=0.03/(t2-t1) mol·L-1·s-1。

(2)Fe为固体,加入2 mol Fe,则平衡不移动。再通入1 mol H2O(g),相当于在原来通入1 mol H2O(g)的基础上浓度加倍,相当于加压,但由于该反应前后气体体积不变,所以相对于通入1 mol H2O(g)时处于相同的平衡状态,但各物质的浓度是原来的2倍,所以n(H2)=0.7 mol。

(3)使用催化剂、增大H2的浓度均可提高逆反应速率。