Question

18．將0.8mol I₂（g）和1.2mol H₂（g）置于某1L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）并達(dá)到平衡．HI的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如表格所示：

HI體積分?jǐn)?shù)	1min	2min	3min	4min	5min	6min	7min
條件I	26%	42%	52%	57%	60%	60%	60%
條件II	20%	33%	43%	52%	57%	65%	65%

（1）在條件I到達(dá)平衡時(shí)，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=12．
（2）在條件I從開始反應(yīng)到到達(dá)平衡時(shí)，H₂的反應(yīng)速率為0.12 mol/（L•min）．
（3）為達(dá)到條件II的數(shù)據(jù)，對(duì)于反應(yīng)體系可能改變的操作是降低溫度．
（4）該反應(yīng)的△H＜0（填“＞“，“＜“或“=“）
（5）在條件I下達(dá)到平衡后，在7min時(shí)將容器體積壓縮為原來的一半．請(qǐng)?jiān)趫D中畫出c（HI）隨時(shí)間變化的曲線．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，5min時(shí)處于平衡狀態(tài)，設(shè)I₂消耗濃度為xmol/L，則：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始濃度（mol/L）：0.8     1.2       0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：x        x        2x
平衡濃度（mol/L）：0.8-x   1.2-x     2x
根據(jù)HI的體積分?jǐn)?shù)列方程計(jì)算x，再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$計(jì)算；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（3）相同時(shí)間內(nèi)HI的體積分?jǐn)?shù)減小，說明反應(yīng)速率減慢，平衡時(shí)HI體積分?jǐn)?shù)大于條件I時(shí)，故改變條件平衡正向移動(dòng)，由于壓強(qiáng)、催化劑不影響平衡移動(dòng)，可能是降低溫度；
（4）降低溫度平衡時(shí)正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（5）在條件I下達(dá)到平衡后，在7min時(shí)將容器體積壓縮為原來的一半，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，HI的濃度變?yōu)樵�平衡�?倍．

解答 解：（1）設(shè)I₂消耗濃度為xmol/L，則：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始濃度（mol/L）：0.8      1.2         0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：x        x           2x
平衡濃度（mol/L）：0.8-x    1.2-x       2x
HI的體積分?jǐn)?shù)為60%，則：$\frac{2x}{2}$=60%，故x=0.6，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{1．{2}^{2}}{0.2×0.6}$=12，
故答案為：12；
（2）在條件I從開始反應(yīng)到到達(dá)平衡時(shí)，H₂的反應(yīng)速率為$\frac{0.6mol/L}{5min}$=0.12 mol/（L•min），
故答案為：0.12 mol/（L•min）；
（3）相同時(shí)間內(nèi)HI的體積分?jǐn)?shù)減小，說明反應(yīng)速率減慢，平衡時(shí)HI體積分?jǐn)?shù)大于條件I時(shí)，故改變條件平衡正向移動(dòng)，由于壓強(qiáng)、催化劑不影響平衡移動(dòng)，可能是降低溫度，
故答案為：降低溫度；
（4）降低溫度平衡時(shí)正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
（5）在條件I下達(dá)到平衡后，HI的濃度為1.2mol/L，在7min時(shí)將容器體積壓縮為原來的一半，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，HI的濃度變?yōu)樵�平衡�?倍，即HI濃度變?yōu)?.4mol/L，c（HI）隨時(shí)間變化的曲線為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)等，注意從（3）中反應(yīng)速率與平衡移動(dòng)判斷改變條件，進(jìn)而確定（4）中焓變．