题目内容

【题目】在某一温度条件下,Bodensteins 研究了反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),气体 混合物中 HI 的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如表:

t/min

0

20

40

60

80

120

第一次试验

x(HI)

1

0.90

0.85

0.815

0.795

0.784

第二次试验

x(HI)

0

0.60

0.73

0.773

0.780

0.784


(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数 K 的计算式为
(2)上述反应,正反应速率为 v 正=k 正 x2(HI),逆反应速率为 v 逆=k 逆 x(H2)x(I2),其中 k 正k 逆为速率常数,则 k 逆为(以 K 和 k 正表示).若 k 正=0.002 min,第一次试验时,v(正)=min.

【答案】
(1)
(2),1.95×10﹣3
【解析】解:(1)表中第一列,由HI分解建立平衡,表中第二列向逆反应进行建立平衡,由第一列数据可知,平衡时HI物质的量分数为0.784,则氢气、碘蒸汽总物质的量分数为1﹣0.784=0.216,而氢气、与碘蒸汽物质的量分数相等均为0.108,反应前后气体体积不变,用物质的量分数代替浓度计算平衡常数,则平衡常数K= =

所以答案是:
(2)到达平衡时,正、逆反应速率相等,则kx2(HI)=kx(H2)x(I2),则k=k× =

在t=40min时,正反应建立平衡的x(HI)=0.85,则v=kx2(HI)=0.0027min﹣1×0.852=1.95×10﹣3min﹣1

所以答案是: ;1.95×10﹣3
【考点精析】通过灵活运用化学平衡的计算,掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%即可以解答此题.

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