Question

17．在某温度下，将H₂和I₂各1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H₂）=0.5mol•L^-1，则：
（1）该反应的平衡常数K=4（填写数值）
（2）在上述温度下，该容器中若通入H₂和I₂各0.20mol的气态混合物，求达到化学平衡状态时，下列各物质的浓度：[H₂]=0.1mol•L^-1，[HI]=0.2mol•L^-1，此时该平衡混合气体中，H₂的体积分数为25%，平衡时H₂的转化率为50%．
（3）该反应是放热反应，若升温，则平衡常数K将变小（填“变大”“变小”“不变”）．

Answer 1

分析 （1）在某温度下，将H₂和I₂各0.1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中，达到平衡时，测得c（H₂）=0.5mol/L，则
                              H₂（g）+I₂（g） 2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol•L^-1）　　1　　    1　　　          0
各物质的浓度变化量（mol•L^-1）　　0.5　　 0.5　　　         1
平衡时各物质的浓度（mol•L^-1）　　0.5　　  0.5　　　        1
利用平衡的浓度计算K，K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）设转化的氢气为x，利用三段法得出各物质的平衡浓度，平衡常数与（1）相同，以此来计算；
（3）该反应是放热反应，若升温，平衡逆向移动，据此判断平衡常数的变化；

解答 解：（1）在某温度下，将H₂和I₂各0.1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中，达到平衡时，测得c（H₂）=0.5mol/L，则
                              H₂（g）+I₂（g） 2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol•L^-1）　　1　　    1　　　          0
各物质的浓度变化量（mol•L^-1）　　0.5　　 0.5　　　         1
平衡时各物质的浓度（mol•L^-1）　　0.5　　  0.5　　　        1
所以K=$\frac{c{\;}^{2}（HI）}{c（H{\;}_{2}）•c（I{\;}_{2}）}$=$\frac{{1}^{2}}{0.5×0.5}$=4，
故答案为：4；
（2）设转化的氢气为xmol•L^-1，利用三段法分析
                              H₂（g）+I₂（g） 2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol•L^-1）　　0.2　　0.2　　　          0
各物质的浓度变化量（mol•L^-1）　　x　   　x　　  　         2x
平衡时各物质的浓度（mol•L^-1）　0.2-x　　0.2-x　　　        2x
平衡常数与（1）相同，所以有$\frac{（2x）^{2}}{（0.2-x）（0.2-x）}$=4，解得x=0.1，
所以平衡时[H₂]=（0.2-x）mol•L^-1=0.1mol•L^-1，[HI]=0.2mol•L^-1，H₂的体积分数为$\frac{0.1}{0.2+0.2}$×100%=25%，平衡时H₂的转化率为$\frac{0.1}{0.2}$×100%=50%，
故答案为：0.1；0.2；25%；50%．
（3）该反应是放热反应，若升温，平衡逆向移动，所以平衡常数变小，
故答案为：变小．

点评 本题考查了化学平衡的三段式计算应用，平衡常数的计算分析应用，注意反应前后气体体积不变，同比例增大反应物的量平衡不动，平衡原平衡是等效平衡，题目难度中等．