Question

Ⅰ.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：

T（℃）	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K ＝_______。

(2)该反应为______反应（选填“吸热”、“放热”）。

(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_____。

a．容器中压强不变                 b．υ_正（H₂）＝υ_逆（H₂O）

c． c（CO₂）＝c（CO）            d．混合气体中 c（CO）不变

(4) 830K时，各物质浓度符合下式：2c（CO₂）·c（H₂）＝c（CO）·c（H₂O），此时该反应 _______（填“正反应方向进行”、“逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。

Ⅱ.将1 mol I₂(g) 和2 mol H₂置于2 L密闭容器中，在一定温度下发生反应： I₂(g) + H₂(g) 2HI(g)；△H＜0，并达平衡。HI的体积分数w(HI)随时间变化如图曲线(Ⅱ)所示：

(1)若5分钟该达平衡，则用H₂表示的反应速率为________。

(2)若改变反应条件，在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ) 所示，则甲条件可能是____。（填入下列条件的序号）

①恒温条件下，缩小反应容器体积；②恒温条件下，扩大反应容器体积；③恒容条件下，降低温度；④恒容条件下，升高温度；⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂。

Answer

吸热 bd 逆反应方向进行 0.09mol(L/min) ①⑤

【解析】

Ⅰ.(1)根据化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积书写；

(2)由表中数据可知，温度越高，平衡常数越大，说明升高温度，平衡向正反应移动，据此分析判断；

(3)根据化学平衡的特征分析判断；

(4)根据Qc与K的大小分析判断；

Ⅱ.(1)根据碘化氢的体积分数计算平衡时碘化氢的物质的量，再根据碘化氢和氢气之间的关系式计算氢气的反应速率；

(2)反应时间发生变化，但碘化氢的含量不变，说明该条件只改变反应速率不影响平衡，据此分析判断。

Ⅰ.(1)化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，所以K=，故答案为：；

(2)由表中数据可知，温度越高，平衡常数越大，说明升高温度，平衡向正反应移动，该反应正反应是吸热反应，故答案为：吸热；

(3)a．该反应两边气体的计量数相等，容器中气体的压强始终不变，因此容器中压强不变，不能说明达平衡状态，故a错误；b．υ正(H2)=υ逆(H2O)，表明正、逆反应速率相等，说明达到平衡状态，故b正确；c．c(CO2)＝c(CO)，不能说明浓度是否不变，因此不能说明达到平衡状态，故c错误；d．化学平衡达到平衡的标志是各种物质的浓度不再变化，因此混合气体中 c(CO)不变，能够说明达到平衡状态，故d正确；故答案为：bd；

(4)2c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)可知，830K时，Qc==2＞K=1，说明反应向逆反应方向进行，故答案为：逆反应方向进行；

Ⅱ. (1)该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，所以反应后混合气体的物质的量是3mol，同一容器中各种气体的体积分数等于其物质的量分数，所以平衡时碘化氢的物质的量=3mol×0.6=1.8mol，则参加反应的n(H2)=0.5n(HI)=0.5×1.8=0.9mol，用H2表示的反应速率为=0.09 mol•L-1min-1，故答案为：0.09 mol•L-1min-1；

(2)在甲条件下w(HI)的变化如曲线(Ⅰ) 所示，反应时间缩短，碘化氢的含量不变，说明该条件只增大了反应速率不影响平衡。①恒温条件下，缩小反应容器体积，压强增大，反应速率增大，但平衡不移动，故①正确；②恒温条件下，扩大反应容器体积，压强减小，反应速率减慢，故②错误；③恒容条件下，降低温度，反应速率减慢，故③错误；④恒容条件下，升高温度，反应速率增大，平衡也一定移动，故④错误；⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，故⑤正确，故答案为：①⑤。