Question

光氣（COCl₂）在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl₂在活性炭催化下合成．COCl₂的分解反應(yīng)為COCl₂（g）?Cl₂（g）+CO（g）△H=+108kJ/mol．反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示（第10min到14min的COCl₂濃度變化曲線未畫(huà)出）：

①計(jì)算反應(yīng)在第8min時(shí)的平衡常數(shù)K=

 

．
②比較第2min反應(yīng)溫度T（2）與第8min反應(yīng)溫度T（8）的高低：T（2）

 

T（8）（填“＜”、“＞”或“=”）；
③若12min時(shí)反應(yīng)于溫度T（8）下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c（COCl₂）=

 

mol/L；
④比較反應(yīng)物COCl₂在5-6min和15-16min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小：υ（5-6）

 

υ（15-16）（填“＜”、“＞”或“=”），原因是

 

．

Answer 1

分析：①由圖可知，8min時(shí)COCl₂的平衡濃度為0.04mol/L，Cl₂的平衡濃度為0.11mol/L，CO的平衡濃度為0.085mol/L，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
②第8min時(shí)反應(yīng)物的濃度比第2min時(shí)減小，生成物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，4min瞬間濃度不變，不可能為改變壓強(qiáng)、濃度，應(yīng)是改變溫度，據(jù)此結(jié)合溫度對(duì)平衡影響判斷；
③由圖可知，10min瞬間Cl₂濃度增大，CO的濃度降低，故改變條件為移走CO，降低CO的濃度，平衡常數(shù)不變，與8min到達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)相同，由圖可知，12min時(shí)到達(dá)平衡時(shí)Cl₂的平衡濃度為0.12mol/L，CO的平衡濃度為0.06mol/L，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算c（COCl₂）；
④在5～6 min和15～16 min時(shí)反應(yīng)溫度相同，在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大，但15～16 min時(shí)各組分的濃度都小，因此反應(yīng)速率�。�

解答：解：①由圖可知，8min時(shí)COCl₂的平衡濃度為0.04mol/L，Cl₂的平衡濃度為0.11mol/L，CO的平衡濃度為0.085mol/L，故該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)k=

0.11mol/L×0.085mol/L

0.04mol/L

=0.234 mol?L^-1，故答案為：0.234 mol?L^-1；
②第8min時(shí)反應(yīng)物的濃度比第2min時(shí)減小，生成物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．4min瞬間濃度不變，不可能為改變壓強(qiáng)、濃度，應(yīng)是改變溫度，又因?yàn)檎�反�?yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T（2）＜T（8），故答案為：＜；
③由圖可知，10min瞬間Cl₂濃度增大，CO的濃度降低，故改變條件為移走CO，降低CO的濃度，平衡常數(shù)不變，與8min到達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)相同，由圖可知，12min時(shí)到達(dá)平衡時(shí)Cl₂的平衡濃度為0.12mol/L，CO的平衡濃度為0.06mol/L，故：

0.06mol/L×0.12mol/L

c(COCl2)

=0.234mol/L，解得c（COCl₂）=0.031mol/L，故答案為：0.031；
④在5～6 min和15～16 min時(shí)反應(yīng)溫度相同，在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大，但15～16 min時(shí)各組分的濃度都小，因此反應(yīng)速率小，即v（5～6）＞v（15～16），故答案為：＞；在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物的濃度越高，反應(yīng)速率越大．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫和化學(xué)平衡圖象的有關(guān)計(jì)算，意在考查考生對(duì)反應(yīng)熱、化學(xué)平衡等化學(xué)反應(yīng)原理掌握的情況，難度中等．