Question

在5 L密閉容器中加入2 mol Fe(s)與1 mol H2O(g)，t1秒時(shí)，H2的物質(zhì)的量為0.20 mol，到第t2秒時(shí)恰好達(dá)到平衡，此時(shí)H2的物質(zhì)的量為0.35 mol。

(1)t1～t2這段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v(H2)= 。

(2)若繼續(xù)加入2 mol Fe(s)，則平衡移動(dòng) (填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)，繼續(xù)通入1 mol H2O(g)再次達(dá)到平衡后，H2物質(zhì)的量為 __________mol。

(3)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，改變的條件是 _________。

 

 

Answer 1

(1)0.03/(t2-t1) mol·L-1·s-1

(2)不 0.7

(3)升高溫度

【解析】(1)t1～t2時(shí)間段內(nèi)H2物質(zhì)的量的變化為0.35 mol－0.20 mol=0.15 mol，v(H2)=0.15 mol/［5 L×(t2－t1)s］=0.03/(t2－t1) mol·L-1·s-1。

(2)Fe為固體，加入Fe對(duì)平衡無影響，平衡不移動(dòng)。根據(jù)反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)可知，加入1 mol H2O達(dá)到平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為0.35 mol，H2O(g)的物質(zhì)的量為0.65 mol，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(7/13)4。再加入1 mol H2O(g)，相當(dāng)于開始加入2 mol H2O(g)，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為x，平衡時(shí)H2O(g)的物質(zhì)的量為2 mol－x，根據(jù)Q=x4/(2－x)4=(7/13)4，解得x=0.7 mol。

(3)根據(jù)圖像可知，t1時(shí)改變條件，逆反應(yīng)速率瞬間增大，且根據(jù)速率圖像可知，正反應(yīng)速率增大的應(yīng)該比逆反應(yīng)速率還大，此時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以采取的措施一定不是改變濃度，也不可能是增大壓強(qiáng)所引起的，因?yàn)樵龃髩簭?qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，因此只能是升高溫度。