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

(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。