Question

在5 L密闭容器中加入2 mol Fe(s)与1 mol H2O(g)，t1秒时，H2的物质的量为0.20 mol，到第t2秒时恰好达到平衡，此时H2的物质的量为0.35 mol。

(1)t1～t2这段时间内的化学反应速率v(H2)= 。

(2)若继续加入2 mol Fe(s)，则平衡移动 (填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，继续通入1 mol H2O(g)再次达到平衡后，H2物质的量为 __________mol。

(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t1时改变了某种条件，改变的条件是 _________。

 

 

Answer 1

(1)0.03/(t2-t1) mol·L-1·s-1

(2)不 0.7

(3)升高温度

【解析】(1)t1～t2时间段内H2物质的量的变化为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为固体，加入Fe对平衡无影响，平衡不移动。根据反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)可知，加入1 mol H2O达到平衡时H2的物质的量为0.35 mol，H2O(g)的物质的量为0.65 mol，该反应的平衡常数K=(7/13)4。再加入1 mol H2O(g)，相当于开始加入2 mol H2O(g)，设达到平衡时H2的物质的量为x，平衡时H2O(g)的物质的量为2 mol－x，根据Q=x4/(2－x)4=(7/13)4，解得x=0.7 mol。

(3)根据图像可知，t1时改变条件，逆反应速率瞬间增大，且根据速率图像可知，正反应速率增大的应该比逆反应速率还大，此时平衡向正反应方向移动，所以采取的措施一定不是改变浓度，也不可能是增大压强所引起的，因为增大压强，平衡不发生移动，因此只能是升高温度。