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已知光气COCl2的分解反应为COCl2(g)⇌Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ•mol-1.反应体系平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):①计

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已知光气COCl2的分解反应为COCl2(g)⇌Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ•mol-1.反应体系平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在地8min时的平衡常数K=______;
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)______ T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12min时反应与温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=______mol•L-1
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小______;
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:v(5-6)______ v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是______.
▼优质解答
答案和解析
①由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,K=
c(CO)c(Cl2)
c(COCl2)
=
0.085×0.11
0.04
=0.234mol/L,故答案为:0.234mol/L;
②由第2min反应温度变为第8min反应温度时,生成物浓度增大、反应物浓度减小,平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,所以T(2)<T(8),
故答案为:<;
③由图可知,10min瞬间Cl2浓度增大,CO的浓度降低,故改变条件为移走CO,降低CO的浓度,平衡常数不变,与8min到达平衡时的平衡常数相同,由图可知,12min时到达平衡时Cl2的平衡浓度为0.12mol/L,CO的平衡浓度为0.06mol/L,故:
0.06×0.12
c(COCl2)
=0.23,解得c(COCl2)=0.031mol/L;
故答案为:0.031;
④根据化学反应速率的定义,可知反应在2~3 min和12~13 min处于平衡状态,CO的平均反应速率为0,在5~6min时,反应向正反应进行,故CO的平均反应速率为:v(5~6)>v(2~3)=v(12~13),故答案为:v(5~6)>v(2~3)=v(12~13);
⑤在5~6 min和15~16 min时反应温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,但15~16 min时各组分的浓度都小,因此反应速率小,即v(5~6)>v(15~16),故答案为:>;在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大.