Question

已知反應2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）在T℃下的平衡常數(shù)為0.01．T℃時，在容積為2L的密閉容器中加入HI，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質	HI	H2	I2
濃度/（mol?L-1）	0.40	0.60	0.60

請計算回答下列問題（寫出計算過程，否則不得分）：
（1）起始加入HI的物質的量

 

mol．
（2）達到平衡后HI的物質的量濃度

 

mol?L^-1（請保留三位有效數(shù)字）．
（3）T℃時，在另一個體積一定的密閉容器中，將I₂（g）與H₂（g） 置于其中發(fā)生上述反應，若達到平衡時H₂（g）與I₂（g）的體積比為1：4，計算平衡時HI的體積分數(shù)為

 

，以及開始時H₂（g）與I₂（g）的體積比為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）物質的變化量與化學計量數(shù)成正比，某時刻，HI的濃度變化量為

x

2

-0.4，H₂的濃度變化量為0.60；
（2）根據(jù)三段式計算出平衡濃度，根據(jù)化學平衡常數(shù)計算公式計算；
（3）根據(jù)化學平衡三段式計算，平衡時平衡時HI的體積分數(shù)=

HI的體積

氣體總體積

×100%．

解答： 解：（1）假設起始加入的HI的物質的量為x，濃度為

x

2

，某時刻，HI的濃度為0.40，所以HI的濃度變化量為

x

2

-0.4，H₂的濃度變化量為0.60，根據(jù)2HI（g）═H₂（g）+I₂（g），（

x

2

-0.4）：0.60=2：1，解得x=3.2；
故答案為：3.2；
（2）假設達到平衡后HI的物質的量濃度為y，HI的起始濃度為

3.2mol

2L

=1.6mol/L，
              2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
起始（mol?L^-1） 1.6      0       0
變化（mol?L^-1） 1.6-y 

1

2

（1.6-y）

1

2

（1.6-y）
平衡（mol?L^-1） y     

1

2

（1.6-y）

1

2

（1.6-y）
平衡常數(shù)K=

c(I2)?c(H2)

c2(HI)

=

1.6-y 2 ? 1.6-y 2

y2

=0.01，解得y=1.33，
故答案為：1.33；
（3）2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）的平衡常數(shù)為0.01，所以H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）的平衡常數(shù)K=100，假設開始時H₂（g）與I₂（g）的物質的量分別為2a、2b，平衡時生成HI物質的量為4c，
                H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始（mol?L^-1）  a       b       0
變化（mol?L^-1）  c       c       2c
平衡（mol?L^-1）  a-c     b-c     2c
化學平衡常數(shù)K=

c2(HI)

c(H2)?c(I2)

=

(2c)2

(a-c)?(b-c)

=100   ①，
根據(jù)n=

V

Vm

，知道物質的量之比等于體積之比，2（a-c）：2（b-c）=1：4   ②，
由①②聯(lián)立解得2a：2b=11：14
平衡時平衡時HI的體積分數(shù)=

HI的體積

氣體總體積

×100%=

2×2c

2[(a-c)+(b-c)+2c]

×100%=80%．
故答案為：80%；11：14．

點評：本題考查化學平衡的計算，題目難度中等，把握平衡常數(shù)的含義與運用是解答該題的關鍵之處，答題時注意領悟該題．