Question

17．在某溫度下，將氫氣和碘蒸氣各0.2mol的氣態混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（H₂）=0.016mol•L^-1．
（1）求該反應的平衡常數．
（2）在上述溫度下．該容器中若通入氫氣和碘蒸氣各0.30moL，試求達到化學平衡時各物質的濃度．

Answer 1

分析 （1）發生反應：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），利用三段式計算平衡時各組分物質的量濃度，代入平衡常數表達式K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$計算；
（2）開始通入氫氣和碘蒸氣各0.30moL，與原平衡相比壓強增大，恒溫恒容下，該反應前后氣體的物質的量不變，與原平衡為等效平衡，反應物的轉化率相同，則對應各組分的濃度為原平衡中的$\frac{0.3mol}{0.2mol}$=1.5倍．

解答 解：（1）在某溫度下，將氫氣和碘蒸氣各0.2mol的氣態混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（H₂）=0.016mol•L^-1，則：
              H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
開始（mol/L）：0.02    0.02    0
轉化（mol/L）：0.008   0.008   0.016
平衡（mol/L）：0.012   0.012   0.016
則平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$=$\frac{0.01{6}^{2}}{0.012×0.012}$=$\frac{16}{9}$，
答：該溫度下反應的平衡常數為$\frac{16}{9}$；
（2）開始通入氫氣和碘蒸氣各0.30moL，與原平衡相比壓強增大，恒溫恒容下，該反應前后氣體的物質的量不變，與原平衡為等效平衡，反應物的轉化率相同，則對應各組分的濃度為原平衡中的$\frac{0.3mol}{0.2mol}$=1.5倍，則：c（H₂）=1.5×0.012 mol/L=0.018mol/L，
c（I₂）=1.5×0.012 mol/L=0.018mol/L，
c（HI）=1.5×0.018 mol/L=0.027mol/L，
答：平衡時氫氣濃度為0.018mol/L，碘蒸氣為0.018mol/L，HI為0.027mol/L．

點評 本題考查化學平衡的有關計算，側重考查學生分析解決問題的能力，（2）中學生容易受（1）中計算影響而利用平衡常數解答，增大計算難度，注意體會運用等效平衡進行解答．