Question

13．在2L的密閉容器中，高溫下發生下列反應：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）
其中H₂O．CO 的物質的量（mol）隨時間（min）的
變化曲線如圖所示：
（1）寫出上述反應的平衡常數的表達式（不必計算結果）：
K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
（2）前1min內水蒸氣的平均反應速率為：υ（H₂O）=0.1 mol•L^-1•min^-1．
（3）反應處于平衡狀態的時間是1min-2min和3～5 min．
（4）當反應進行至2min時，升高了溫度，使曲線發生如圖所示的變化，則正反應是吸 （填“吸”或“放”）熱反應．
（5）當反應進行至5min時，改變了某一個條件，使曲線發生如圖所示的變化，該條件可能是下述中的② （填寫編號）．
①增加了CO   ②增加了H₂O蒸氣   ③加入了催化劑    ④擴大了容器體積．

Answer 1

分析 （1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），平衡常數等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積，注意固體不寫入表達式；
（2）前1min內水蒸氣物質的量變化為1.4mol-1.2mol，反應速率v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（3）圖象分析物質水、一氧化碳物質的量不變的時間段為平衡狀態；
（4）圖象分析可知升溫一氧化碳物質的量增大，水蒸氣物質的量減小，說明平衡正向進行；
（5）反應至第5min時，CO的物質的量不變，水的物質的量增大，說明改變的量是水的物質的量．

解答 解：（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），反應的平衡常數K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$，
故答案為：$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$；
（2）前1min內水蒸氣物質的量變化為1.4mol-1.2mol=0.2mol，則水蒸氣的平均反應速率為：υ（H₂O）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{1min}$=0.1mol/（L•min），
故答案為：0.1mol/（L•min）；
（3）反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度、含量等不再發生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此判斷1～2 min、3～5 min時間段反應達到平衡狀態，
故答案為：1～2 min、3～5 min； 
（4）升溫一氧化碳物質的量增大，水蒸氣物質的量減小，說明平衡正向進行，正反應方向為吸熱反應，
故答案為：吸；
（5）反應至第5min時，CO的物質的量不變，水的物質的量增大，說明改變的量是增加水的物質的量，隨反應進行水蒸氣減小，一氧化碳增大，平衡正向進行；
①、增加了CO，瞬間水物質的量不變，圖象不符合，故①錯誤；
②、增加了水蒸氣，5min時，CO的物質的量不變，水的物質的量增大，故②正確；
③、催化劑改變反應速率不改變化學平衡，一氧化碳，水等物質的量不變，圖象不符合，故③錯誤；
④、擴大了容器體積減小了壓強，平衡正向進行，水物質的量減小，不符合圖象變化，故④錯誤；
故答案為：②．

點評 本題考查了圖象分析判斷、平衡常數、反應速率計算、平衡影響因素等知識，主要是化學平衡 原理的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．