【題目】698K時,向VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2molI2(g),發(fā)生反應:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-26.5kJ·mol-1,測得各物質的物質的量濃度與時間變化的關系如圖所示。

請回答下列問題:

(1)V______。

(2)該反應達到最大限度的時間是_______,該時間內(nèi)平均反應速率v(HI)=________。

(3)下列說法中可以說明反應2HI(g)H2(g)+I2(g)已達到平衡狀態(tài)的是_____

A.單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI

B.溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強不再變化

C.條件一定,混合氣體的平均相對分子質量不再變化

D.溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變化

(4)該反應達到平衡狀態(tài)時,__________(填“吸收”或“放出”)的熱量為______。

【答案】 2 5s 0.316mol·L-1·s-1 A 放出 41.87 kJ

【解析】

1)根據(jù)圖象知,氫氣和碘初始物質的量濃度為1mol/L,所以容器的體積為2mol÷1mol/L2L

2)當反應達到平衡狀態(tài)時,各物質的濃度不變,根據(jù)圖象知,當反應物和生成物濃度不變時,時間為5s;該時間內(nèi)HI濃度增加了1.58mol/L,則平均反應速率v(HI)=△c÷△t1.58mol/L÷5s0.316mol·L1·s1

3)在一定條件下,當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時(但不為0),反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài)。則

A.單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI說明正逆反應速率相等,達到平衡狀態(tài),A正確;

B.反應前后體積不變,溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強始終不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),B錯誤;

C.反應前后氣體質量和氣體物質的量均不變,混合氣體的平均分子量始終不發(fā)生變化,不能說明反應達到平衡狀態(tài),C錯誤;

D.密度是混合氣的質量和容器容積的比值,在反應過程中質量和容積始終是不變的,溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態(tài),D錯誤。

答案選A。

4)該反應的正反應是放熱反應,所以當反應達到平衡狀態(tài)時會放出熱量,根據(jù)碘化氫和反應熱之間的關系式可知放出的熱量為1.58mol/L×2L×26.5kJ/mol/241.87 kJ。

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