Question

6．一定温度下10L密闭容器中发生某可逆反应，其平衡常数表达式为：
K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}）}{c（{H}_{2}O）}$
根据题意完成下列填空．
（1）写出该反应的化学方程式：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；若温度升高，K增大，该反应是吸热（选填“吸热”或“放热”）反应．
（2）下列能判断该反应一定达到平衡状态的是ab（选填编号）．
a．v_正（H₂O）=v_逆（H₂）
b．容器中气体的密度不随时间改变
c．消耗n molH₂同时消耗nmolCO
d．容器中物质的总物质的量不随时间改变
（3）该反应的v_正随时间变化的关系如图．t₂时刻改变了某种条件，改变的条件可能是升高温度或增大水蒸气浓度．
（4）实验测得t₂时刻容器内有1molH₂O，5min后H₂O的物质的量是0.8mol．则这5min内H₂O的平均反应速率为0.004mol/（L﹒min）．

Answer 1

分析 （1）根据化学平衡常数表达式及元素守恒知，反应物还有C，所以该反应方程式为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）改变条件时反应速率增大，改变的条件可能是温度、压强、反应物浓度；
（4）反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$．

解答 解：（1）根据化学平衡常数表达式及元素守恒知，反应物还有C，所以该反应方程式为C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，K增大说明平衡正向移动，所以正反应是吸热反应，故答案为：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）； 吸热；
（2）a．当v_正（H₂O）=v_逆（H₂）=v_逆（H₂O）时，正逆反应速率相等，所以反应达到平衡状态，故正确；
b．反应前后气体质量改变、容器体积不变，当容器中气体的密度不随时间改变，正逆反应速率相等，所以达到平衡状态，故正确；
c．无论反应是否达到平衡状态都存在消耗n molH₂同时消耗nmolCO，所以不能据此判断平衡状态，故错误；
d．无论反应是否达到平衡状态容器中物质的总物质的量都不随时间改变，所以不能据此判断平衡状态，故错误；
故选a b；
（3）改变条件时反应速率增大，改变的条件可能是升高温度、增大压强、增大反应物浓度，
故答案为：升高温度；增大水蒸汽的浓度；
（4）反应速率=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1-0.8}{10}}{5}$=0.004mol/（L﹒min），
故答案为：0.004mol/（L﹒min）．

点评 本题考查平衡状态判断、反应速率计算、化学反应速率因素等知识点，侧重考查基本理论及计算，注意：只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态判断依据，注意该反应方程式特点，题目难度不大．