Question

5．在某溫度下，將H₂和I₂蒸氣各0.10mol 充入體積為10L的密閉容器中，發生反應：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）；△H＜0．達到平衡后，測得[H₂]=0.0080mol•L^-1．
（1）該反應的平衡常數K=0.25．
（2）溫度升高時，平衡常數K將減小（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）在上述溫度下，若向另一相同的容器中通入H₂和I₂蒸氣各0.20mol，則達到化學平衡狀態時，
[H₂]=0.016 mol•L^-1，[I₂]=0.016 mol•L^-1，[HI]=0.008 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）依據化學平衡三段式列式計算平衡常數，平衡常數為生成物濃度冪之積比反應物濃度冪之積；
（2）依據化學平衡移動原理分析平衡常數隨溫度的變化，此反應為放熱反應，升高溫度，平衡左移；
（3）設轉化的氫氣為x，利用三段法得出各物質的平衡濃度，平衡常數與（1）相同，以此來計算．

解答 解：（1）在某溫度下，將H₂和I₂各0.10mol的氣態混合物充入l0L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（H₂）=0.0080mol/L，化學平衡三段式列式
                  I₂ +H₂=2HI
起始量（mol/L） 0.01 0.01 0
變化量（mol/L） 0.002 0.002 0.004
平衡量（mol/L） 0.008 0.008 0.004
該溫度下的平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{0.00{4}^{2}}{0.008×0.008}$=0.25；
故答案為：0.25；
（2）由于此反應的△H＜0，即為放熱反應，故升高溫度，平衡左移動，平衡常數減小，故答案為：減小；
（3）此溫度下，起始量分別是c（H₂）=0.02mol/L、c（I₂）=0.02mol/L，
則 H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始時各物質的濃度（mol•L^-1）　0.02　　 0.02　　　　　0
各物質的濃度變化量（mol•L^-1）　　x　　　 x　　　　　 2x
平衡時各物質的濃度（mol•L^-1）　0.02-x　　0.02-x　　　 2x
K=$\frac{（2x）^{2}}{（0.02-x）^{2}}$=0.25，
解得：x=0.004 mol/L，
所以平衡時c（HI）=0.008mol•L^-1，c（H₂）=0.0160mol/L，c（I₂）=0.0160mol/L，故答案為：0.016 mol•L^-1；0.016 mol•L^-1；0.008 mol•L^-1．

點評 本題考查了化學平衡的計算應用，平衡常數和轉化率的概念計算式解題關鍵，足以平衡常數是利用平衡濃度來計算，題目難度中等．