Question

18．CO是火力發電廠釋放出的主要尾氣，為減少對環境污染，發電廠試圖采用CO與Cl₂在催化劑的作用下合成光氣（COCl₂）．某溫度下，向2L的密閉容器中投入一定量的CO和Cl₂，在催化劑的作用下發生反應：CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）△H=a kJ/mol
反應過程中測定的部分數據如表：

t/min	n （CO）/mol	n （Cl2）/mol
0	1.20	0.60
1	0.90
2	0.80
4		0.20

（1）比較各時段平均速率v（COCl₂）：v_（0-1）＞ v_（0-2）；v_（0-2）＞ v_（1-2） （填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）在2min～4min間，v（Cl₂）_正=v（Cl₂）_逆 （填“＞”、“=”或“＜”），該溫度下K=5
（3）已知X、L可分別代表溫度或壓強，如圖表示L一定時，CO的磚化率隨X的變化關系．
X代表的物理量是溫度；a＜0 （填“＞”，“=”，“＜”），依據是因為X增大時，CO的平衡轉化率降低，平衡逆向移動．

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（COCl₂）比較大小；
（2）4min內，反應的氯氣為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應的CO為0.4mol，故4min時CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與2min時CO的物質的量相等，則2min、4min處于平衡狀態；
由方程式可知，平衡時生成COCl₂為0.4mol，平衡常數K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（CO）c（C{l}_{2}）}$；
（3）正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，CO轉化率增大，而圖中隨X增大時，CO的平衡轉化率降低，平衡逆向移動，則X為溫度，正反應為放熱反應．

解答 解：（1）由表中數據，0-1min內，△n（CO）=1.2mol-0.9mol=0.3mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.3mol，則v（COCl₂）=$\frac{\frac{0.3mol}{2L}}{1min}$=0.15mol/（L．min），0～2min內△n（CO）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.4mol，則v（COCl₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$0.1mol/（L．min），1min-2min內，△n（CO）=0.9mol-0.8mol=0.1mol，由方程式可知△c（COCl₂）=△c（CO）=0.1mol，則v（COCl₂））=△c（CO）=$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{1min}$=0.05mol/（L．min），v_（0-1）＞v_（0-2）；v_（0-2）＞v_（1-2），
故答案為：＞；＞；
（2）4min內，反應的氯氣為0.6mol-0.2mol=0.4mol，由方程式可知參加反應的CO為0.4mol，故4min時CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol，與2min時CO的物質的量相等，則2min、4min處于平衡狀態，在2min～4min間，v（Cl₂）_正 =v（Cl₂）_逆，
由方程式可知，平衡時生成COCl₂為0.4mol，該溫度下平衡常數K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（CO）c（C{l}_{2}）}$=$\frac{\frac{0.4}{2}}{\frac{0.8}{2}×\frac{0.2}{2}}$=5，
故答案為：=；5；
（3）正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，CO轉化率增大，而圖中隨X增大時，CO的平衡轉化率降低，平衡逆向移動，則X為溫度，正反應為放熱反應，故a＜0，
故答案為：溫度；＜；因為X增大時，CO的平衡轉化率降低，平衡逆向移動．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、反應速率、平衡常數、化學平衡圖象等，注意對基礎知識的理解掌握，題目難度中等．