Question

10．已知反應：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）△H=-11kJ/mol，在443℃時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)x（HI）與反應時間t的關系如下表．（已知：正反應速率為v_正=k_正•x（H₂）•x（I₂），逆反應速率為v_逆=k_逆•x²（HI），其中k_正、k_逆為速率常數(shù)），下列不正確的是（　�。�

	t/min							平衡時的熱量變化
		0	20	40	60	80	120
第一組	X（HI）	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784	放出Q1kJ
第二組	X（HI）	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784	吸收Q2kJ

• A． Q₁+Q₂=11a（a＞0）
• B． k_正=K•k_逆（K為已知反應的平衡常數(shù)，下同）
• C． K=$\frac{0.21{6}^{2}}{0.10{8}^{2}}$
• D． 相同溫度下，在第二組平衡后的混合氣體中再加入2molHI，重新達到平衡后，HI的轉(zhuǎn)化率為21.6%

Answer 1

分析 A．第一組假設開始時加入amol氫氣、amol碘，反應達到平衡時HI的物質(zhì)的量分數(shù)為0.784，反應前后氣體總物質(zhì)的量不變，所以反應達到平衡狀態(tài)時n（HI）=0.784amol×2=1.568amol，生成2molHI放出11kJ熱量，則生成1.568amol放出熱量Q1=$\frac{1.586amol}{2mol}×11kJ$=（0.784a×11）kJ；
第二組假設開始時加入2amolHI，達到平衡狀態(tài)時n（HI）=0.784×2amol=1.568amol，則參加反應的n（HI）=2amol（1-0.784）=2amol×0.216，放出的熱量Q2=$\frac{0.216×2amol}{2mol}×11kJ/mol$=（0.216a×11）kJ；
B．反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，k_正•x（H₂）•x（I₂）=v_正=v_逆=k_逆•x²（HI），
則k_正=k_逆$\frac{{x}^{2}（HI）}{x（{H}_{2}）．x（{I}_{2}）}$；
C．根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應達到平衡狀態(tài)時，HI的物質(zhì)的量分數(shù)是0.784，碘和氫氣的物質(zhì)的量分數(shù)相等為0.108，其化學平衡常數(shù)K=$\frac{x（{H}_{2}）．x（{I}_{2}）}{{x}^{2}（HI）}$；
D．相同溫度下，在第二組平衡后的混合氣體中再加入2molHI，相當于增大壓強，平衡不移動，HI轉(zhuǎn)化率不變．

解答 解：A．第一組假設開始時加入amol氫氣、amol碘，反應達到平衡時HI的物質(zhì)的量分數(shù)為0.784，反應前后氣體總物質(zhì)的量不變，所以反應達到平衡狀態(tài)時n（HI）=0.784amol×2=1.568amol，生成2molHI放出11kJ熱量，則生成1.568amol放出熱量Q1=$\frac{1.586amol}{2mol}×11kJ$=（0.784a×11）kJ；
第二組假設開始時加入2amolHI，達到平衡狀態(tài)時n（HI）=0.784×2amol=1.568amol，則參加反應的n（HI）=2amol（1-0.784）=2amol×0.216，放出的熱量Q2=$\frac{0.216×2amol}{2mol}×11kJ/mol$=（0.216a×11）kJ，Q1+Q2=（0.784a×11）kJ+（0.216a×11）kJ=11akJ，故A正確；
B．反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，k_正•x（H₂）•x（I₂）=v_正=v_逆=k_逆•x²（HI），
則k_正=k_逆$\frac{{x}^{2}（HI）}{x（{H}_{2}）．x（{I}_{2}）}$=K•k_逆（K為已知反應的平衡常數(shù)，下同），故B正確；
C．根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應達到平衡狀態(tài)時，HI的物質(zhì)的量分數(shù)是0.784，碘和氫氣的物質(zhì)的量分數(shù)相等為0.108，其化學平衡常數(shù)K=$\frac{x（{H}_{2}）．x（{I}_{2}）}{{x}^{2}（HI）}$=$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$，故C錯誤；
D．相同溫度下，在第二組平衡后的混合氣體中再加入2molHI，相當于增大壓強，平衡不移動，HI轉(zhuǎn)化率不變，HI轉(zhuǎn)化率=1-0.784=0.216=21.6%，故D正確；
故選C．

點評 本題考查化學平衡計算，側(cè)重考查學生分析計算能力，明確化學平衡常數(shù)表達式、壓強對化學平衡移動影響是解本題關鍵，注意該反應前后氣體物質(zhì)的量之和不變，壓強不影響平衡移動，易錯選項是C．