Question

12．某溫度下，將H₂（g）和I₂（g）各1mol的氣態混合物充入2L的密閉容器中，充分反應，5min后達到平衡，測得c（HI）=0.2mol/L．
（1）計算從反應開始至達到平衡，用H₂（g）表示的反應速率．
（2）求該反應的平衡常數．
（3）保持溫度不變，若向上述容器中充入H₂（g）和I₂（g）各2mol，求達到平衡時I₂（g）的物質的量濃度．

Answer 1

分析 5min后達到平衡，測得c（HI）=0.2mol/L，則
          H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始   0.5        0.5             0
轉化   0.1         0.1           0.2
平衡   0.4         0.4           0.2
（1）結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）K為生成物濃度冪之積與反應物濃度之積的比；
（3）溫度不變，則K不變，設轉化的I₂（g）為xmol/L，則
           H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始      1           1             0
轉化      x           x            2x
平衡   1-x         1-x           2x
$\frac{（2x）^{2}}{（1-x）（1-x）}$=K，以此來解答．

解答 解：5min后達到平衡，測得c（HI）=0.2mol/L，則
          H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始   0.5        0.5             0
轉化   0.1         0.1           0.2
平衡   0.4         0.4           0.2
（1）從反應開始至達到平衡，用H₂（g）表示的反應速率為$\frac{0.1mol/L}{5min}$=0.02mol/（L．min），
答：從反應開始至達到平衡，用H₂（g）表示的反應速率為0.02mol/（L．min）；
（2）該反應的平衡常數K=$\frac{0．{2}^{2}}{0.4×0.4}$=0.25，
答：該反應的平衡常數為0.25；
（3）溫度不變，則K不變，設轉化的I₂（g）為xmol/L，則
           H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始      1           1             0
轉化      x           x            2x
平衡   1-x         1-x           2x
$\frac{（2x）^{2}}{（1-x）（1-x）}$=K=0.25，解得x=0.2，
則平衡時c（I₂）═0.8 mol/L，
答：達到平衡時I₂（g）的物質的量濃度為0.8mol/L．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握平衡三段法，K及速率的計算為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意利用平衡濃度計算K，題目難度不大．