Question

16．光氣 （COCl₂）是一種重要的化工原料，用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產(chǎn)，工業(yè)上通過Cl₂（g）+CO（g）
?COCl₂（g）制備．左圖為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，圖1為某次模擬實驗研究過程中在1L恒容容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時間變化的曲線圖2．回答下列問題：

①0-6min內(nèi)，反應的平均速率v（Cl₂）=0.15 mol•L^-1•min ^-1；
②若保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質(zhì)各2mol，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）；
③若將初始投料濃度變?yōu)閏（Cl₂）=0.7mol/L、c（CO）=0.5mol/L、c（COCl₂）=0.5mol/L，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同；
④隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是減小；（填“增大”、“減小”或“不變”）；
⑤比較第8min反應溫度T（8）與第15min反應溫度T（15）的高低：T（8）＜T（15）（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 ①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（Cl₂）；
②原平衡時n（Cl₂）：n（CO）：n（COCl₂）=3：1：9，現(xiàn)在第7 min 加入體系中的三種物質(zhì)各2 mol，則反應物的濃度增大程度大些，平衡正向移動；
③改變初始投料濃度變，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同，則為等效平衡，完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足Cl₂濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L；
④平衡常數(shù)是生成物平衡濃度化學計量數(shù)冪乘積與反應物平衡濃度化學計量數(shù)冪乘積的比，由圖可知，升溫平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小；
⑤第8min反應處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應方向移動，由④升溫平衡向逆反應方向移動，可知正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動．

解答 解：①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則v（Cl₂）=$\frac{0.9mol/L}{6min}$=0.15 mol•L^-1•min ^-1，
故答案為：0.15 mol•L^-1•min ^-1；
②8min時，平衡時c（Cl₂）=0.3mol/L、c（CO）=0.1mol/L、c（COCl₂）=0.9mol/L，則原平衡時n（Cl₂）：n（CO）：n（COCl₂）=3：1：9，現(xiàn)在第7 min 加入體系中的三種物質(zhì)各2 mol，則反應物的濃度增大程度大些，平衡正向移動，
故答案為：向正反應方向；
③最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同，即與開始平衡為等效平衡，完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足Cl₂濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L，則：0.7mol/L+c（COCl₂）=1.2mol/L，c（CO）=0.5mol/L+c（COCl₂）=1.0mol/L，故c（COCl₂）=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
④由圖1可知，升溫平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，所以溫度高，平衡常數(shù)減小，
故答案為：減小；
⑤根據(jù)圖象，第8min反應處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應方向移動，由④升溫平衡向逆反應方向移動，可知正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，故T（8）＜T（15），
故答案為：＜．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡影響因素、化學平衡常數(shù)、反應速率計算等，側重考查學生對圖象與數(shù)據(jù)的分析及計算能力，難度中等．