Question

（2012?武漢模擬）一定溫度下在固定容積為5.0L的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)．
I．若某可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）

；
（2）能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是

AB

（填選項(xiàng)編號(hào)）；
A．v_正（H₂O）=v_逆（H₂）
B．容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化
C．容器中各物質(zhì)總的物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化
D．消耗n mol H₂的同時(shí)消耗n mol CO
Ⅱ．若該密閉容器中加入的是2.0mol Fe（s）與1.0molH₂O（g），t₁秒時(shí)，H₂的物質(zhì)的量0.20mol，到第t₂秒時(shí)恰好達(dá)到平衡，此時(shí)H₂的物質(zhì)的量為0.35mol．
（3）t₁～t₂時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v（H₂）=

0.030

t2-t1

mol/L?s

；
（4）若繼續(xù)加入2.0mol Fe（s），則平衡

不

移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”）
（5）該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖．t₁時(shí)改變了某種條件，并且未引起K值改變，則改變的條件可能是

加入催化劑

、

增大了氫氣的濃度

（填寫兩種條件）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)平衡常數(shù)的概念分析寫出化學(xué)方程式；
（2）平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分濃度保持不變；
（3）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的概念分析計(jì)算，單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化計(jì)算得到；
（4）固體對(duì)化學(xué)平衡無影響；
（5）t₁時(shí)改變了某種條件，并且未引起K值改變，說明改變的條件不是溫度，逆反應(yīng)速率突然增大，且繼續(xù)增大，說明反應(yīng)未達(dá)到平衡，逆反應(yīng)速率增大到平衡后不再變化．

解答：解：Ⅰ、若某可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c(CO)?c(H2)

c(H2O)

（1）依據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式，結(jié)合原子守恒可知反應(yīng)物為碳單質(zhì)和水蒸氣，生成物為一氧化碳和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）；
（2）A．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，v_正（H₂O）=v_逆（H₂），說氫氣的正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡，故A符合；
B．反應(yīng)后氣體質(zhì)量增大，體積不變，過程中密度改變，容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B符合；
C．反應(yīng)前后氣體體積不變，容器中各物質(zhì)總的物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C不符合；
D．消耗n mol H₂的同時(shí)消耗n mol CO，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D不符合；
故選AB．
Ⅱ、鐵與水蒸氣反應(yīng)的方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂ ，
（3）t₁～t₂這段時(shí)間內(nèi)氫氣的濃度變化為：0.35mol-0.20mol=0.15mol，這段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v（H₂）=

0.15mol 5L

t2-t1

=

0.03

t2-t1

mol?L^-1?s^-1；
 故答案為：

0.03

t2-t1

mol?L^-1?s^-1；
（4）在固體有剩余的情況下，增加或減少固體的質(zhì)量，對(duì)反應(yīng)速率以及限度均無影響；
故答案為：不；
（5）t₁時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，改變條件后逆反應(yīng)速率突然增大，且繼續(xù)增大，說明反應(yīng)未達(dá)到平衡，分析可知改變條件為加入催化劑或增大氣體反應(yīng)物濃度，
故答案為：加入催化劑；增大了氫氣的濃度．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的分析判斷，平衡常數(shù)、反應(yīng)速率概念的計(jì)算應(yīng)用，平衡標(biāo)志的分析判斷方法，題目難度中等．