Question

17．在某温度下，将氢气和碘蒸气各0.2mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H₂）=0.016mol•L^-1．
（1）求该反应的平衡常数．
（2）在上述温度下．该容器中若通入氢气和碘蒸气各0.30moL，试求达到化学平衡时各物质的浓度．

Answer 1

分析 （1）发生反应：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），利用三段式计算平衡时各组分物质的量浓度，代入平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$计算；
（2）开始通入氢气和碘蒸气各0.30moL，与原平衡相比压强增大，恒温恒容下，该反应前后气体的物质的量不变，与原平衡为等效平衡，反应物的转化率相同，则对应各组分的浓度为原平衡中的$\frac{0.3mol}{0.2mol}$=1.5倍．

解答 解：（1）在某温度下，将氢气和碘蒸气各0.2mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H₂）=0.016mol•L^-1，则：
              H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
开始（mol/L）：0.02    0.02    0
转化（mol/L）：0.008   0.008   0.016
平衡（mol/L）：0.012   0.012   0.016
则平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$=$\frac{0.01{6}^{2}}{0.012×0.012}$=$\frac{16}{9}$，
答：该温度下反应的平衡常数为$\frac{16}{9}$；
（2）开始通入氢气和碘蒸气各0.30moL，与原平衡相比压强增大，恒温恒容下，该反应前后气体的物质的量不变，与原平衡为等效平衡，反应物的转化率相同，则对应各组分的浓度为原平衡中的$\frac{0.3mol}{0.2mol}$=1.5倍，则：c（H₂）=1.5×0.012 mol/L=0.018mol/L，
c（I₂）=1.5×0.012 mol/L=0.018mol/L，
c（HI）=1.5×0.018 mol/L=0.027mol/L，
答：平衡时氢气浓度为0.018mol/L，碘蒸气为0.018mol/L，HI为0.027mol/L．

点评 本题考查化学平衡的有关计算，侧重考查学生分析解决问题的能力，（2）中学生容易受（1）中计算影响而利用平衡常数解答，增大计算难度，注意体会运用等效平衡进行解答．