题目内容

5.将HI(g)置于密闭容器中,某温度下发生下列变化:
2HI(g)?H2(g)+I2(g)△H<0
(1)该反应平衡常数的表达式为K=$\frac{c({H}_{2})•c({I}_{2})}{{c}^{2}(HI)}$,则H2(g)+I2(g)?2HI(g)平衡常数的表达式为K1=$\frac{1}{K}$(用K表示).
(2)当反应达到平衡时c(I2)=0.5mol/L,c(HI)=4mol/L,则c(H2)为,HI的分解率为20%.
(3)能判断该反应达到平衡状态的依据是B
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(HI)不变
C.c(I2)=c(H2)
D.v(HI)正=v(H2)逆
(4)若该反应800℃时达到平衡状态,且平衡常数为1.0,某时刻,测得容器内各物质的溶度分别为c(HI)=2.0mol/L,c(I2)=1.0mol/L,c(H2)=1.0mol/L,则该时刻,反应向正向(填“正向”或“逆向”,下同)进行,若升高温度,反应向逆向进行.

分析 (1)化学平衡常数=$\frac{生成物浓度系数幂次方}{反应物浓度系数幂次方}$,据此进行解答;
(2)据化学方程式可知,生成0.5mol碘单质分解了1molHI,反应开始前HI浓度为5mol/L,分解率=$\frac{反应物分解浓度}{反应物起始浓度}$×100%;
(3)反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分浓度不变,据此进行判断;
(4)据Qc与K大小判断反应方向;该反应为放热反应,根据平衡向右的原理判断.

解答 解:(1)反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数表达式为:K=$\frac{c({H}_{2})•c({I}_{2})}{{c}^{2}(HI)}$,H2(g)+I2(g)?2HI(g)平衡常数的表达式为K1=$\frac{{c}^{2}(HI)}{c({H}_{2})•c({I}_{2})}$=$\frac{1}{K}$,
故答案为:$\frac{c({H}_{2})•c({I}_{2})}{{c}^{2}(HI)}$;$\frac{1}{K}$;
(2)当反应达到平衡时c(I2)=0.5mol/L,c(HI)=4mol/L,根据反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)可知,平衡时c(H2)=c(I2)=0.5mol/L,反应消耗HI的浓度为:c(HI)消耗=2c(H2)═1mol/L,则反应前HI的总浓度为:4mol/L+1mol/L=5mol/L,所以HI的分解率为:$\frac{1mol/L}{5mol/L}$×100%=20%,
故答案为:0.5mol/L;20%;
(3)A.该反应为气体体积不变的反应,则反应过程中压强始终不变,则不能根据容器中压强判断平衡状态,故A错误;
B.混合气体中c(HI)不变,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故B正确;
C.c(I2)=c(H2),没有指出正逆反应速率,无法判断平衡状态,故C错误;
D.v(HI)正=v(H2)逆,表示的是正逆反应速率,但是不满足计量数关系,说明没有达到平衡状态,故D错误;
故答案为:B;
(4)容器内各物质的溶度分别为c(HI)=2.0mol/L,c(I2)=1.0mol/L,c(H2)=1.0mol/L,则此时浓度商Qc=$\frac{1.0×1.0}{{2.0}^{2}}$=0.25<K=1,表明反应物浓度较大,平衡正向着正向移动;该反应的△H<0,为放热反应,则升高温度后平衡向着吸热的逆向移动,
故答案为:正向;逆向.

点评 本题考查了化学平衡的计算,题目难度中等,涉及化学平衡常数、转化率、平衡化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等知识,明确化学平衡及其影响为解答关键,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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①2CH3OH+H2S(g)$\frac{\underline{\;r-Al_{2}O_{3}\;}}{400℃}$(CH3)2S(g)+2H2O(g)△H1
②(CH3)2S(g)+NO2(g)═(CH3)2SO(g)+NO(g)△H2
③2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H3
则由H2S生成l mol二甲基亚砜的△H=△H1+△H2+$\frac{1}{2}$△H3(用△H1、△H2、△3示);
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