Question

9．在某一容積為2L的密閉容器內(nèi)，加入0.8mol的H₂和0.6mol的I₂，在一定的條件下發(fā)生如下反應：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）△H＜0反應中各物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如圖1：
（1）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}$；
（2）根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，該反應達到平衡時，H₂（g）的轉化率為62.5%；
（3）能說明反應達到平衡狀態(tài)的是C；
A．v_正（H₂）=2v_逆（HI）            B．容器中的壓強不變
C．混合氣體中C（I₂）不變       D．容器內(nèi)的密度不變
（4）若H₂（g）、I₂（g）、HI（g）的起始濃度分別用amol•L^-1、bmol•L^-1、cmol•L^-1表示，達到平衡時各組分的濃度和圖1的平衡狀態(tài)相同，則a、b的應滿足a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3．
（5）反應達到平衡后，第8分鐘時：
①若升高溫度，化學平衡常數(shù)K減�。ㄌ顚懺龃蟆p小或不變），HI濃度的變化正確的是c．（用圖2中a～c的編號回答）
②若加入I₂，H₂濃度的變化正確的是f．（用圖2中d～f的編號回答）
（6）反應達到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴大一倍，請在圖3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積進行計算；
（2）由圖象判斷消耗氫氣的量，可計算轉化率；
（3）化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進行判斷，得出正確結論；
（4）若H₂（g）、I₂（g）、HI（g）的起始濃度分別用amol•L^-1、bmol•L^-1、cmol•L^-1表示，達到平衡時各組分的濃度和圖1的平衡狀態(tài)相同；
（5）①根據(jù)化學平衡常數(shù)K只與溫度有關，溫度改變，若平衡正向移動，化學平衡常數(shù)K增大，生成物濃度增大，反之，若平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)K減少，生成物濃度減少；
②若加入I₂，平衡正向移動，H₂濃度減少；
（6）反應是體積不變的反應，改變壓強平衡不動，容器的容積擴大一倍，平衡物質(zhì)濃度減�。�

解答 解：（1）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，所以平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}$，故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}$；
（2）由圖象可知達到平衡時生成0.5molHI，則消耗0.25molH₂，H₂（g）的轉化率為$\frac{0.25mol}{0.4mol}×100%$=62.5%，
故答案為：62.5%；
（3）A．v_正（H₂）=2v_逆（HI），正逆反應速率不等，沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．反應前后氣體的體積不變，故容器總壓強不隨時間改變不能作為判斷是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)，故B錯誤；
C．混合氣體中C（I₂）不變，可說明達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．都是氣體參加反應，質(zhì)量不變，體積不變，則密度不變，不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤．
故選C；
（4）若H₂（g）、I₂（g）、HI（g）的起始濃度分別用amol•L^-1、bmol•L^-1、cmol•L^-1表示，達到平衡時各組分的濃度和圖1的平衡狀態(tài)相同，則HI轉化為碘、氫氣與初始量相同，應滿足a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3，
故答案為：a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3；
（5）①該反應放熱，升高溫度，平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)K減少，生成物濃度減少，故答案為：減��；c；
②若加入I₂，平衡正向移動，H₂濃度減少，故答案為：f；
（6）H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），反應是體積不變的反應，改變壓強平衡不動，容器的容積擴大一倍，平衡物質(zhì)濃度減小，碘化氫濃度減小一半為0.25mol/L，畫出的變化圖象如圖：，故答案為：．

點評 本題主要考查了平衡常數(shù)、化學平衡移動以及化學反應速率的計算，為高考常見題型，難度較大，需要注意的是：化學平衡常數(shù)K只與溫度有關，溫度改變，若平衡正向移動，化學平衡常數(shù)K增大，反之則減少．