Question

3．某温度下反应H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）的平衡常数K=57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2mol•L^-1H₂（g）、0.5mol•L^-1 I₂（g）及0.3mol•L^-1 HI（g），则下列说法中正确的是（　　）

• A． 反应总体向左进行
• B． 反应达到平衡时，H₂的物质的量分数＜50%
• C． 反应向某方向进行一段时间后K＜57.0
• D． 反应达到平衡时，H₂的转化率为75%

Answer 1

分析 A．计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行；
B．向左进行建立平衡时，氢气的浓度增大，氢气最大浓度应小于（0.2mol/L+0.15mol/L）=0.35mol/L，向右反应建立平衡，平衡时氢气浓度小于0.2mol/L，混合气体总浓度不变，氢气物质的量分数=$\frac{氢气平衡浓度}{混合气体总浓度}$×100%；
C．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变；
D．假设氢气转化率为75%，计算各物质的浓度，再计算浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，则平衡时氢气转化率为75%．

解答 解：A．浓度商Qc=$\frac{0．{3}^{2}}{0.2×0.5}$=0.9＜K=57，反应向正反应进行，故A错误；
B．反应向右进行建立平衡，故平衡时氢气浓度小于0.2mol/L，混合气体总浓度不变，平衡时氢气物质的量分数＜$\frac{0.2mol/L}{（0.2+0.5+0.3）mol/L}$×100%=20%，故B正确；
C．平衡常数只受温度影响，由于温度不变，平衡常数不变，故C错误；
D．假设氢气转化率为75%，则氢气浓度变化量为0.2mol/L×75%=0.15mol/L，则：
                       H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
       开始浓度（mol/L）：0.2     0.5     0.3
       变化浓度（mol/L）：0.15    0.15    0.3
氢气转化率为75%时（mol/L：0.05   0.35    0.6
浓度商Qc=$\frac{0．{6}^{2}}{0.05×0.35}$=20.6＜K=57.0，故氢气转化率为75%时反应未到达平衡，反应向正反应进行，平衡时氢气转化率大于75%，故D错误，
故选：B．

点评 本题考查化学平衡计算，涉及平衡常数计算及应用，B、D选项可以利用平衡常数计算具体的值，但计算量很大，侧重考查是分析计算能力、对知识的灵活运用能力，难度中等．