题目内容

4.在容积固定为2L的密闭容器中,充入0.180molHI,480℃时反应:2HI(g)?H2(g)+I2(g),体系中n(HI)随时间变化情况如下表:
t/min0246810
n(HI)/mol0.1800.1640.1520.1440.1400.140
反应进行至10min后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅.
(1)0~2min内H2的平均反应速度为0.002mol/(L•min).达平衡时,HI的转化率是22.2%.
(2)当上述反应达平衡时,降低温度,原化学平衡向逆向移动(填“正向”,“逆向”或“不”),上述正向反应是:吸热反应(选填:放热、吸热),逆反应速率减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)480℃时,反应H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常数K的值为49.
(4)要增大反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数,可采取的措施是D(选填字母).
A.增大HI起始浓度   B.向混合气体中通入I2 C.使用高效催化剂     D.升高温度.

分析 (1)HI的物质的量变化为:0.180mol-0.164mol=0.016nol,根据反应2HI(g)?H2(g)+I2(g),生成氢气的物质的量为0.008mol,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(H2);
8min处于平衡状态,参加反应HI的物质的量为:0.180mol-0.140mol=0.04mol,进而计算HI的转化率;
(2)温度降低,气体的颜色变浅,说明碘蒸汽的浓度减小,平衡逆向移动,降低温度平衡向放热反应移动;降低温度,正逆反应速率都减小;
(3)480℃平衡时HI为0.14mol,计算平衡时各组分的物质的量,反应前后气体的体积不变,用物质的量代替浓度代入平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(HI)}{c({H}_{2})×c({I}_{2})}$计算;
(4)由于平衡常数与温度有关,改变浓度、使用催化剂不影响平衡常数.

解答 解:(1)HI的物质的量变化为:0.180mol-0.164mol=0.016nol,根据反应2HI(g)?H2(g)+I2(g),生成氢气的物质的量为0.008mol,则0~2min内氢气的平均反应速率为v(H2)=$\frac{\frac{0.008mol}{2L}}{2min}$=0.002mol/(L•min);
8min处于平衡状态,参加反应HI的物质的量为:0.180mol-0.140mol=0.04mol,则HI的转化率为$\frac{0.04mol}{0.18mol}$×100%=22.2%;
故答案为:0.002mol/(L•min);22.2%;
(2)温度降低,气体的颜色变浅,说明碘蒸汽的浓度减小,平衡逆向移动,降低温度平衡向放热反应移动,则正反应为吸热反应;降低温度,正逆反应速率都减小;,
故答案为:逆向;吸热;减小;
(3)达到平衡状态时n(HI)=0.140mol,则平衡时n(H2)=n(I2)=0.5×(0.18mol-0.14mol)=0.02mol,反应前后气体的体积不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,则K=$\frac{{c}^{2}(HI)}{c({H}_{2})×c({I}_{2})}$=$\frac{0.1{4}^{2}}{0.02×0.02}$=49,
故答案为:49;
(4)由于平衡常数与温度有关,改变浓度、使用催化剂不影响平衡常数,正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,
故选:D.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算、平衡常数等,注意平衡常数与温度有关,与浓度、催化剂无关,难度中等.

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