题目内容

【题目】一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g)△H > 0,H2物质的量随时间的变化如图所示。

(1)2 min时HI的转化率a(HI)=____________________。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=________________。

(2)下列哪种情况能说明该反应已经达到平衡状态(___________)

A.气体的密度不再变化了

B.气体的颜色不再变化了

C.气体的总压强不再变化了

D.相同时间内消耗氢气的质量和生成碘的质量相等

E.单位时间内消耗氢气和消耗碘化氢的物质的量相等

F.氢气的质量分数不变了 

(3)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)反应,该反应的平衡常数的表达式K=____________________,按下表数据投料:

物质

A

B

C

D

起始投料/mol

2

1

2

0

反应达到平衡状态,测得体系压强升高。该反应△H____0(填“>”、“<” 或者“=”),简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:__________________________________________________。

(4)该反应如果把D的物质的量增大一倍,逆反应速率________(填“增大”、“减小” 或者“不变”)。

【答案】20%64BFc2(C)/c2(A) .c (B)<平衡常数随温度的升高而减小不变

【解析】

(1)由图可知2min内氢气的物质的量增加了0.1mol,根据反应2HI(g)H2(g)+I2(g)可知,HI减少了0.2mol,HI的转化率a(HI)=;

2HI(g)H2(g)+I2(g)

开始浓度 1molL 0 0

转化浓度 0.2mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L

平衡浓度 0.8mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L

则该温度下K1==,又 2HI(g)H2(g)+I2(g)与H2(g)+I2(g)2HI(g)互为逆反应,则它们的化学平衡常数的乘积等于1,即H2(g)+I2(g)2HI(g)的化学平衡常数K==64; (2)A.根据质量守恒定律知,反应前后混合物的质量始终不变,容器的体积不变,所以容器内气体的密度始终不变,选项A错误;

B.反应物中只有碘蒸气有颜色,故随着反应进行气体的颜色发生变化,若达平衡则气体的的颜色不再变化了,选项B正确;C.该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,所以无论该反应是否达到平衡状态,容器内压强始终不变,选项C错误;D.根据反应方程式知,生成1mol H2同时生成1molI2,生成1molI2同时消耗1mol I2,所以碘的正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,选项D正确;E.单位时间内消耗氢气和消耗碘化氢的物质的量相等,反应的量不按化学计量数进行,正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,选项E错误;F.反应达到平衡状态时,各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,所以各种物质的体积分数不再变化,选项F正确;答案选BF;(3)反应2A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)的平衡常数的表达式K=;由起始D的物质的量为0可知,反应2A (g)+B(g)2C(g)+D(s)向正反应进行建立平衡,正反应是气体体积减小的反应,容器的体积不变,平衡时压强增大,故绝热条件下,混合气体的温度升高,则正反应为放热反应,△H<0;升高温度平衡向逆反应进行,化学平衡常数减小;(4)由于D为固体,固体的浓度为常数,该反应如果把D的物质的量增大一倍,浓度不变,逆反应速率不变。

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