Question

11．在一定溫度下，將0.2mol的碘化氫充入1L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（H₂）=0.08mol/L．
（1）求該反應的平衡常數．
（2）在上述溫度下，該容器中若充入碘化氫0.4mol，求達到平衡時碘化氫的轉化率和氫氣的物質的量濃度．

Answer 1

分析 達到平衡時，測得c（H₂）=0.08mol/L，則 2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
起始時各物質的濃度（mol•L^-1）　             　0.2　　 0　　 0
各物質的濃度變化量（mol•L^-1）              　　0.16　0.08　 0.08
平衡時各物質的濃度（mol•L^-1）　               　0.04　0.08　 0.08
（1）利用平衡的濃度計算K，K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）設轉化的碘化氫為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：達到平衡時，測得c（H₂）=0.08mol/L，則 2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
起始時各物質的濃度（mol•L^-1）　 　0.2　　 0　　 0
各物質的濃度變化量（mol•L^-1） 　　0.16　0.08　 0.08
平衡時各物質的濃度（mol•L^-1）　 　0.04　0.08　 0.08
（1）平衡時c（H₂）=c（I₂）=0.08mol/L，c（HI）=0.04mol/L，
則K=$\frac{0.08×0.08}{0.04{\;}^{2}}$=4，
答：該反應的平衡常數為4；
（2）在上述溫度下，該容器中若充入碘化氫0.4mol，設HI轉化了x
則                                               2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
起始時各物質的濃度（mol•L^-1）　0.4　　 0　　　0
各物質的濃度變化量（mol•L^-1）　x　　　 0.5x　 0.5x
平衡時各物質的濃度（mol•L^-1）　0.4-x　 0.5x    0.5x
K=$\frac{0.5x×0.5x}{（0.4-x）{\;}^{2}}$=4，
解得：x=0.32 mol；
碘化氫轉化率=$\frac{0.32mol}{0.4mol}$×100%=80%
所以平衡時c（H₂）=$\frac{0.5×0.32mol}{1L}$=0.16mol/L；
答：平衡時碘化氫的轉化率為80%，氫氣的物質的量濃度為0.16mol/L．

點評 本題考查化學平衡的計算，明確化學平衡的三段法計算格式及平衡常數的計算方法是解答本題的關鍵，注意利用平衡濃度計算平衡常數，題目難度中等．