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。
已知COCl₂(g) Cl₂(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJ·mol^－1。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下圖所示(第10 min到14 min的COCl₂濃度變化曲線未示出)：

(1)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，計算反應(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K＝________；
(2)比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“<”、“>”或“＝”)；
(3)若12 min時反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡，則此時c(COCl₂)＝________；10～12 min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為v(CO)＝________；
(4)比較產(chǎn)物CO在2～3min、5～6min和12～13min時平均反應(yīng)速率(平均反應(yīng)速率分別以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13))的大小________________。

Answer 1

(1) 　0.234　(2)＜
(3)0.031 mol·L^－1　0.005 mol·L^－1·min^－1
(4)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)

(1)由題圖示可知8 min時COCl₂、Cl₂、CO三種物質(zhì)的濃度分別為
0.04 mol·L^－1、0.11 mol·L^－1、0.085 mol·L^－1。所以此時其平衡常數(shù)為：0.11 ×0.085 ÷0.04 ＝0.234。(2)第8 min時反應(yīng)物的濃度比第2 min時減小，生成物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動。又因為正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T(2)＜T(8)。(4)根據(jù)圖像可知反應(yīng)在2～3 min和12～13 min時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，平均反應(yīng)速率為0，故v(5～6)>v(2～3)>v(12～13)。