Question

13．在2L的密闭容器中，高温下发生下列反应：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）
其中H₂O．CO 的物质的量（mol）随时间（min）的
变化曲线如图所示：
（1）写出上述反应的平衡常数的表达式（不必计算结果）：
K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
（2）前1min内水蒸气的平均反应速率为：υ（H₂O）=0.1 mol•L^-1•min^-1．
（3）反应处于平衡状态的时间是1min-2min和3～5 min．
（4）当反应进行至2min时，升高了温度，使曲线发生如图所示的变化，则正反应是吸 （填“吸”或“放”）热反应．
（5）当反应进行至5min时，改变了某一个条件，使曲线发生如图所示的变化，该条件可能是下述中的② （填写编号）．
①增加了CO   ②增加了H₂O蒸气   ③加入了催化剂    ④扩大了容器体积．

Answer 1

分析 （1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，注意固体不写入表达式；
（2）前1min内水蒸气物质的量变化为1.4mol-1.2mol，反应速率v=$\frac{△c}{△t}$计算；
（3）图象分析物质水、一氧化碳物质的量不变的时间段为平衡状态；
（4）图象分析可知升温一氧化碳物质的量增大，水蒸气物质的量减小，说明平衡正向进行；
（5）反应至第5min时，CO的物质的量不变，水的物质的量增大，说明改变的量是水的物质的量．

解答 解：（1）C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），反应的平衡常数K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$，
故答案为：$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$；
（2）前1min内水蒸气物质的量变化为1.4mol-1.2mol=0.2mol，则水蒸气的平均反应速率为：υ（H₂O）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{1min}$=0.1mol/（L•min），
故答案为：0.1mol/（L•min）；
（3）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，可由此判断1～2 min、3～5 min时间段反应达到平衡状态，
故答案为：1～2 min、3～5 min； 
（4）升温一氧化碳物质的量增大，水蒸气物质的量减小，说明平衡正向进行，正反应方向为吸热反应，
故答案为：吸；
（5）反应至第5min时，CO的物质的量不变，水的物质的量增大，说明改变的量是增加水的物质的量，随反应进行水蒸气减小，一氧化碳增大，平衡正向进行；
①、增加了CO，瞬间水物质的量不变，图象不符合，故①错误；
②、增加了水蒸气，5min时，CO的物质的量不变，水的物质的量增大，故②正确；
③、催化剂改变反应速率不改变化学平衡，一氧化碳，水等物质的量不变，图象不符合，故③错误；
④、扩大了容器体积减小了压强，平衡正向进行，水物质的量减小，不符合图象变化，故④错误；
故答案为：②．

点评 本题考查了图象分析判断、平衡常数、反应速率计算、平衡影响因素等知识，主要是化学平衡 原理的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．