Question

一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应．

（1）若某可逆反应的化学平衡常数表达式为：K=c(CO)×c(H₂)/c(H₂O)

（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．υ_正（H₂O）=υ_逆（H₂）

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中总的物质的量不随时间而变化

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2molFe（s）与1mol H₂O（g），t₁秒时，H₂的物质的量为0.20mol，到第t₂秒时恰好达到平衡，此时H₂的物质的量为0.35mol．

（1）t₁～t₂这段时间内的化学反应速率v（H₂）=__________．

（2）若继续加入2mol 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1mol H₂O（g） 再次达到平衡后，H₂的物质的量为____________mol．

（3）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如右图．t₁时改变了某种条件，改变的条件可能是__________（只要写其中一种答案即可）

Answer

I、（1） C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；（2）A、B、C；II、（1）0.03/(t2－t1)mol/(L·s)；（2）不，0.7；（4）使用催化剂或升高温度或增大氢气的浓度。

【解析】

试题分析：I、根据平衡常数的定义：可逆反应中达到平衡，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，固体和纯液体一般不写出表达式，即此反应的化学反应方程式为：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；（2）A、M=m/n，因为C为固体，因此气体的质量是增加的，反应前后气体系数之和不相等，n不同，因此当M不再改变说明达到平衡，故正确；B、用不同种物质表示的反应速率来判断达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且速率之比等于系数之比，υ正（H2O）=υ逆（H2），符合上述要求，故正确；C、ρ=m/V，因为C为固体，因此气体的质量是增加的，条件是恒容状态，因此当密度不再改变，说明反应达到平衡，故正确；D、反应前后系数之和相等，总物质的量不变，因此不能作为达到平衡的标志，故错误；E、反应都是向逆反应方向进行，因此不能作为达到平衡的标志，故错误；Ⅱ、（1）反应速率：单位时间内变化的浓度，n(H2)=(0.35－0.2)/5mol·L－1=0.03mol·L－1，则v(H2)=0.03/(t2－t1)mol/(L·s)；（2）因为铁是固体，固体和纯液体的浓度视为常数，因此加入Fe平衡不移动，3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，因为反应前后气体系数相等，再充入1mol水蒸气平衡不移动，和原来的平衡是等效平衡，即生成氢气的物质的量为0.7mol；（3）t1时逆反应方向的速率突然增大，可能使用了催化剂，催化剂加快反应速率，此反应是放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，反应速率都升高，也有可能增加了氢气的浓度。

考点：考查化学平衡常数、判断达到平衡的标志、化学反应速率的计算、等效平衡、影响反应速率和化学平衡的因素等知识。