Question

化学反应2HI=I₂（g）+H₂（g）在四种不同条件下进行，I₂、H₂的起始浓度均为0，反应物HI的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如柱状图所示．（其中实验2与实验3中HI的起始浓度在柱状图中均为画出，假设分别为c₂和c₃）
（1）实验1中，反应在0～10min以H₂表示的平均反应速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）．
（2）根据柱状图推测实验2中，HI的初始浓度c₂=

 

mol/L，反应在20min时就已达到平衡，可推测实验2中还隐含的反应条件是

 

．
（3）40～60min内实验1的平均反应速率为v₁，实验3的平均反应速率为v₃，则v1

v₃（填“＞”、“=”或“＜”，下同），且c3

1.0 mol/L．
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是

 

反应（填“吸热”或“放热”）；理由是

 

．
（5）若实验1平衡时HI的转化率为50%，实验3的平衡常数为K₃，则K₃的值为

 

．在实验2的反应条件下，若将I₂、H₂各1.0mol通入容积为1.0L的恒容密闭容器中，则平衡时HI的体积分数为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据v=

△c

t

计算出HI的速率，再利用速率之比等于计量数之比，计算出v（H₂）；
（2）比较平衡时实验1和实验2HI的浓度可判断出实验2中HI的初始浓度，根据影响化学反应速率的因素判断；
（3）根据影响反应速率的因素判断；
（4）根据影响平衡移动的因素判断；
（5）根据转化率可计算出实验1的平衡常数，根据温度不变，平衡常数不变，得出实验3和实验2的平衡常数，再利用平衡常数可计算出HI的体积分数．

解答： 解：（1）根据v=

△c

t

计算出实验1中HI的速率为

1-0.8

10

mol/（L?min）=0.02mol/（L?min），根据速率之比等于计量数之比，得v（H₂）=

1

2

（HI）=0.01mol/（L?min），
故答案为：0.01；
（2）根据实验1、2数据分析，温度相同，达平衡后HI的物质的量浓度相同，且I₂、H₂起始浓度为0，所以两组实验中HI的起始浓度相同为1.0mol?L^-1 ；温度相同，达平衡后HI的物质的量浓度相同，但达平衡时2组的时间较短，所以只能是加入催化剂，故答案为：1.0；催化剂；
（3）实验1、3比较，温度相同，40～60min时，实验3、实验1都处于平衡状态，所以实验3的反应速率等于实验1的等于零，即v₃=v₁；由于实验1、3是在相同温度下进行的反应，且该反应前后气体体积不变，压强对平衡没有影响，而平衡时实验3的浓度高，所以实验3的起始浓度大于实验1的，即c₃＞1.0mol?L^-1，
故答案为：=；＞；
（4）实验4与实验1比，温度升高，达平衡时A的平衡浓度减小；温度升高，化学平衡向吸热方向移动，所以正反应是吸热反应．
故答案为：吸热；比较实验4与实验1，可看出升高温度，A的平衡浓度减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应；
（5）若实验1平衡时HI的转化率为50%，则平衡常数K₁=

0.25×0.25

0．52

=0.25，实验1、2、3的温度相同，所以它们的平衡常数也相同，所以K₃=K₂=1，在实验2的反应条件下，若将I₂、H₂各1.0mol通入容积为1.0L的恒容密闭容器中，得I₂、H₂的起始浓度都为1.0mol/L，设平衡时HI的浓度为xmol/L，则根据K₂=

(1- x 2 )2

x2

=0.25，得x=1，所以平衡时HI体积分数为

1

2

=0.5，
故答案为：1；0.5．

点评：本题考查了化学平衡化学反应速率的计算、平衡常数的计算及应用、影响反应速率及平衡移动的因素等知识点，题目难度中等，解题时注意基础知识的灵活运用．