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9.在某一容積為2L的密閉容器內,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的條件下發生如下反應:H2(g)+I2(g)?2HI(g)△H<0反應中各物質的濃度隨時間變化情況如圖1:
(1)該反應的化學平衡常數表達式為K=$\frac{{c}^{2}(HI)}{c({H}_{2})c({I}_{2})}$;
(2)根據圖1數據,該反應達到平衡時,H2(g)的轉化率為62.5%;
(3)能說明反應達到平衡狀態的是C;
A.v(H2)=2v(HI)            B.容器中的壓強不變
C.混合氣體中C(I2)不變       D.容器內的密度不變
(4)若H2(g)、I2(g)、HI(g)的起始濃度分別用amol•L-1、bmol•L-1、cmol•L-1表示,達到平衡時各組分的濃度和圖1的平衡狀態相同,則a、b的應滿足a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3.
(5)反應達到平衡后,第8分鐘時:
①若升高溫度,化學平衡常數K減小(填寫增大、減小或不變),HI濃度的變化正確的是c.(用圖2中a~c的編號回答)
②若加入I2,H2濃度的變化正確的是f.(用圖2中d~f的編號回答)
(6)反應達到平衡后,第8分鐘時,若反容器的容積擴大一倍,請在圖3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況.

分析 (1)根據平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積進行計算;
(2)由圖象判斷消耗氫氣的量,可計算轉化率;
(3)化學反應達到化學平衡狀態時,正逆反應速率相等,且不等于0,各物質的濃度不再發生變化,由此衍生的一些物理量不發生變化,以此進行判斷,得出正確結論;
(4)若H2(g)、I2(g)、HI(g)的起始濃度分別用amol•L-1、bmol•L-1、cmol•L-1表示,達到平衡時各組分的濃度和圖1的平衡狀態相同;
(5)①根據化學平衡常數K只與溫度有關,溫度改變,若平衡正向移動,化學平衡常數K增大,生成物濃度增大,反之,若平衡逆向移動,化學平衡常數K減少,生成物濃度減少;
②若加入I2,平衡正向移動,H2濃度減少;
(6)反應是體積不變的反應,改變壓強平衡不動,容器的容積擴大一倍,平衡物質濃度減小.

解答 解:(1)平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積,所以平衡常數K=$\frac{{c}^{2}(HI)}{c({H}_{2})c({I}_{2})}$,故答案為:K=$\frac{{c}^{2}(HI)}{c({H}_{2})c({I}_{2})}$;
(2)由圖象可知達到平衡時生成0.5molHI,則消耗0.25molH2,H2(g)的轉化率為$\frac{0.25mol}{0.4mol}×100%$=62.5%,
故答案為:62.5%;
(3)A.v(H2)=2v(HI),正逆反應速率不等,沒有達到平衡狀態,故A錯誤;
B.反應前后氣體的體積不變,故容器總壓強不隨時間改變不能作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據,故B錯誤;
C.混合氣體中C(I2)不變,可說明達到平衡狀態,故C正確;
D.都是氣體參加反應,質量不變,體積不變,則密度不變,不能判斷是否達到平衡狀態,故D錯誤.
故選C;
(4)若H2(g)、I2(g)、HI(g)的起始濃度分別用amol•L-1、bmol•L-1、cmol•L-1表示,達到平衡時各組分的濃度和圖1的平衡狀態相同,則HI轉化為碘、氫氣與初始量相同,應滿足a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3,
故答案為:a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3;
(5)①該反應放熱,升高溫度,平衡逆向移動,化學平衡常數K減少,生成物濃度減少,故答案為:減小;c;
②若加入I2,平衡正向移動,H2濃度減少,故答案為:f;
(6)H2(g)+I2(g)?2HI(g),反應是體積不變的反應,改變壓強平衡不動,容器的容積擴大一倍,平衡物質濃度減小,碘化氫濃度減小一半為0.25mol/L,畫出的變化圖象如圖:,故答案為:

點評 本題主要考查了平衡常數、化學平衡移動以及化學反應速率的計算,為高考常見題型,難度較大,需要注意的是:化學平衡常數K只與溫度有關,溫度改變,若平衡正向移動,化學平衡常數K增大,反之則減少.

練習冊系列答案
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