Question

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

(1)t1～t2這段時間內的化學反應速率v(H2)= 。

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

(3)該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如圖。t1時改變了某種條件，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時間段內H2物質的量的變化為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對平衡無影響，平衡不移動。根據反應3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)可知，加入1 mol H2O達到平衡時H2的物質的量為0.35 mol，H2O(g)的物質的量為0.65 mol，該反應的平衡常數K=(7/13)4。再加入1 mol H2O(g)，相當于開始加入2 mol H2O(g)，設達到平衡時H2的物質的量為x，平衡時H2O(g)的物質的量為2 mol－x，根據Q=x4/(2－x)4=(7/13)4，解得x=0.7 mol。

(3)根據圖像可知，t1時改變條件，逆反應速率瞬間增大，且根據速率圖像可知，正反應速率增大的應該比逆反應速率還大，此時平衡向正反應方向移動，所以采取的措施一定不是改變濃度，也不可能是增大壓強所引起的，因為增大壓強，平衡不發生移動，因此只能是升高溫度。