Question

一定溫度下，向1升的恒容容器中加入2moL碳和2moLCO₂，反應(yīng)為：
C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H＞0
容器中CO₂的物質(zhì)的量隨時間t的變化關(guān)系如圖．
（1）該溫度下，若t₁=10min時達(dá)到平衡，此時CO₂的反應(yīng)速率為

 

（寫單位），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（保留一位小數(shù)）．
（2）若溫度不變，向上述平衡體系中再通入2moLCO₂，CO₂的轉(zhuǎn)化率將

 

（填增大、減小、不變、無法確定，下同）；若使用適宜的催化劑，CO₂的轉(zhuǎn)化率將

 

；若升高溫度，該平衡狀態(tài)將

 

移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”，下同）；若向該容器再通入2moL氦氣，該平衡狀態(tài)將

 

移動．
（3）該溫度下，向該容器加入4moL碳和4moLCO₂，達(dá)到平衡時CO₂物質(zhì)的量為2moL，請在圖中畫出容器中CO₂的物質(zhì)的量隨時間t的變化示意圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)二氧化碳的變化量求出濃度變化，再求速率；根據(jù)平衡的濃度求出K；
（2）該反應(yīng)中方向為體積增大的方向，再通入2moLCO₂，體系壓強(qiáng)增大，平衡逆移，依此分析轉(zhuǎn)化率；催化劑對平衡無影響；根據(jù)溫度對平衡的影響分析；體積不變充入稀有氣體平衡不移動；
（3）向該容器加入4moL碳和4moLCO₂，達(dá)到平衡時CO₂物質(zhì)的量為2moL，由于反應(yīng)物濃度增大，平衡所用時間縮短，據(jù)此作圖．

解答：解：（1）由圖象可知平衡時2moLCO₂為0.75mol；
               C（s）+CO₂（g）?2CO（g）
初始量（mol）：2       2
轉(zhuǎn)化量（mol）：1.25    1.25      2.5
平衡量（mol）：0.75    0.75      2.5
則CO₂的反應(yīng)速率為：

1.25mol 1L

10min

=0.125?mol^-1?L^-1?min^-1；平衡時各氣體物質(zhì)的濃度為：c（CO₂）

0.75mol

1L

=0.75mol/L，c（CO）=

2.5mol

1L

=2.5mol/L；
所以K=

c2(CO)

c(CO2)

=

2．52

0.75

=8.3；
故答案為：0.125?mol^-1?L^-1?min^-1；8.3；
（2）該反應(yīng)中方向為體積增大的方向，再通入2moLCO₂，體系壓強(qiáng)增大，與原平衡比較，相當(dāng)于平衡逆移，所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小；催化劑對平衡無影響，所以CO₂的轉(zhuǎn)化率不變；已知該反應(yīng)正方向為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡正移；體積不變的容器中充入稀有氣體，各反應(yīng)氣體的濃度不大，所以平衡不移動；
故答案為：減小；不變； 向正反應(yīng)方向；不；
（3）向該容器加入4moL碳和4moLCO₂，達(dá)到平衡時CO₂物質(zhì)的量為2moL，由于反應(yīng)物濃度增大，平衡所用時間縮短，圖象為：；
故答案為：．

點評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡影響因素與化學(xué)平衡圖象等，注意根據(jù)反應(yīng)的特征分析外界條件對平衡的影響，難度中等．