Question

17．（1）已知反應(yīng) 2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）的△H=+11kJ/mol，1mol H₂（g）、1mol I₂（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1mol HI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為299kJ．
（2）Bodensteins 研究了下列反應(yīng)：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）在 716K 時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù) x（HI）與反應(yīng)時間 t 的關(guān)系如表：

t/min	0	20	40	60	80	120
x（HI）	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
x（HI）	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

①根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$．
②上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v_正=k_正x²（HI），逆反應(yīng)速率為v_逆=k_逆x（H₂）x（I₂），其中k_正、k_逆為速率常數(shù)，則k_逆為$\frac{{K}_{正}}{K}$（以K和k_正表示）．若 k_正=0.0027min^-1，在 t=40min 時，v_正=1.95×10^-3 min^-1．
③由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v_正～x（HI）和 v_逆～x（H₂）的關(guān)系如圖所示．當升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，相應(yīng)的點依次為A（填字母）和E（填字母）．

Answer 1

分析 （1）正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，化學鍵斷裂時需吸收的能量-化學鍵生成時需放出的能量=反應(yīng)吸收的熱量；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應(yīng)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=$\frac{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$；
②根據(jù)化學平衡常數(shù)公式確定k_逆、K、k_正的關(guān)系；根據(jù)v_正=k_正x²（HI）計算正反應(yīng)速率；
③升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)建立平衡，平衡時HI的物質(zhì)的量分數(shù)減小，逆反應(yīng)建立平衡，平衡時H₂的物質(zhì)的量分數(shù)增大，以此來解答．

解答 解：（1）設(shè)1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x kJ，可知2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，
故答案為：299；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應(yīng)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=$\frac{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$，
故答案為：$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$；
②該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時正逆反應(yīng)速率相等，v_正=k_正x²（HI）=v_逆=k_逆x（H₂）x（I₂），則k_逆=k_正.$\frac{x（HI）^{2}}{x（{H}_{2}）x（{I}_{2}）}$=$\frac{{K}_{正}}{K}$，若k_正=0.0027min^-1，在t=40min時，v_正=0.0027min^-1×0.85²=1.95×10^-3min^-1，
故答案為：$\frac{{K}_{正}}{K}$；1.95×10^-3；
③對于2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）反應(yīng)建立平衡時：升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，因此排除C點，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，因此平衡正向移動，再次平衡時HI的物質(zhì)的量分數(shù)減小，因此排除B點，故選A點；
對于H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）反應(yīng)建立平衡時：
升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，因此平衡逆向移動，再次平衡時H₂的物質(zhì)的量分數(shù)增大，故選E點；
因此反應(yīng)重新達到平衡，v_正～x（HI）對應(yīng)的點為A，v_逆～x（H₂）對應(yīng)的點為E，
故答案為：A；E．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握表格及圖象的分析、溫度對反應(yīng)速率及平衡的影響、速率與K的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意（2）為解答的難點，題目難度不大．