Question

在5L密閉容器中加入2mol Fe（s）與1mol H₂O（g），t₁秒時，H₂的物質的量為0.20mol，到第t₂秒時恰好達到平衡，此時H₂的物質的量為0.35mol．
（1）t₁～t₂這段時間內的化學反應速率v（H₂）=

 

．
（2）若繼續(xù)加入2mol Fe（s），則平衡移動

 

（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”），繼續(xù)通入1mol H₂O（g）再次達到平衡后，H₂物質的量為

 

mol．
（3）該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如圖．t₁時改變了某種條件，改變的條件是

 

．
（4）該反應的平衡常數(shù)表達式

 

．

Answer 1

考點：化學反應速率與化學平衡圖象的綜合應用

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)t₁～t₂這段時間內氫氣的濃度變化計算出氫氣的反應速率；
（2）根據(jù)固體不影響反應速率和化學平衡判斷；該反應是氣體體積不變的反應，水的物質的量增大1倍，則氫氣的物質的量增大1倍；
（3）t₁時改變了某種條件，逆反應速率突然增大，且繼續(xù)增大，說明可能為升高溫度、加入了催化劑或最大了反應物濃度；
（4）根據(jù)鐵與水蒸氣的反應方程式及平衡常數(shù)的表達式寫出該反應的平衡常數(shù)表達式，注意固體不需要寫出．

解答： 解：鐵與水蒸氣反應的方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
（1）t₁～t₂這段時間內氫氣的濃度變化為：0.35mol-0.20mol=0.15mol，這段時間內的化學反應速率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；
（2）在固體有剩余的情況下，增加或減少固體的質量，對反應速率以及限度均無影響；再加入1molH₂O（g） 再次達到平衡夠，H₂的物質的量為原來的2倍，即：H₂物質的量為0.7mol，
故答案為：不；0.7；
（3）t₁時反應未達到平衡，改變條件后逆反應速率突然增大，且繼續(xù)增大，可知為加入催化劑或升高溫度或增大氣體反應物濃度，
故答案為：加入催化劑（或升高溫度或增大氣體反應物濃度）；
（4）反應3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂的平衡常數(shù)表達式為：K=

c4(H2)

c4(H2O)

，
故答案為：K=

c4(H2)

c4(H2O)

．

點評：本題考查了化學反應速率的計算、化學反應速率的影響因素及化學平衡常數(shù)的書寫，題目難度中等，可以根據(jù)平衡移動原理進行分析各因素對化學平衡的影響．