题目内容

1．在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘蒸气和氢气，在一定条件下发生反应：H2（g）+I2?2HI（g）△H═-14.9kJ•mol-1，有关数据如图1所示请回答下列问题：

（1）若在该容器中充入1mol I2（g）和1 mol H2（g），达到平衡时放出的热量＜14.9kJ（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）16min时反应达到平衡，则反应开始至达到平衡时的反应速率v（H2）为0.05mol/（L．min）．
（3）上述反应达到平衡时，I2的转化率为40%．
（4）上述平衡常数K=1.78．如果改变某条件使平衡常数增大，则改变的条件是降温．
（5）在上述平衡体系中，再充入等物质的量的H2（g）和I2（g），其他条件不变时再次达到平衡，碘蒸气的转化率将不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（6）碘单质可以用于提纯某些难熔金属．金属用M表示，有关反应如下：M（s）+I2（g）?MI2（g）△H＜0．粗金属M中含有不参与反应且难挥发的杂质，采取如图2装置提纯：
该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（M{I}_{2}）}{c（{I}_{2}）}$．该装置用于提纯金属M的原理是M与碘单质在低温区反应后，在高温区平衡左移又分解生成M．

分析 （1）反应是可逆反应不能进行彻底分析；
（2）16min时反应达到平衡，图象分析计算HI表示的反应速率=$\frac{△c}{△t}$，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氢气的反应速率；
（3）分析图象读取碘单质的起始浓度和消耗浓度，结合转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%计算；
（4）由图象读取起始量和平衡量，结合化学平衡三段式列式计算平衡浓度，平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$，平衡常数随温度变化，改变某条件使平衡常数增大只能改变反应的温度；
（5）反应前后气体体积不变，再充入等物质的量的H2（g）和I2（g），平衡不变，转化率不变；
（6）应用题给信息中的化学平衡，结合平衡的理论和知识进行分析判断，M（s）+I2（g）?MI2（g）是化学平衡，M是难挥发的物固体质，结合图示中M的位置可知，提纯是把M和碘单质在低温下反应生成气体MI2（g），所以该反应正反应是放热反应，当气体扩散到高温区，平衡左移生成M和I2（g），使M得到提纯．

解答 解：（1）在一定条件下发生反应：H2（g）+I2?2HI（g）△H═-14.9kJ•mol-1，反应是可逆反应不能进行彻底，若在该容器中充入1mol I2（g）和1 mol H2（g），达到平衡时放出的热量小于14.9kJ；
故答案为：小于；
（2）16min时反应达到平衡，图象分析计算HI表示的反应速率V（HI）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.6mol/L}{16min}$=0.1mol/L•min，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氢气的反应速率，V（H2）=$\frac{1}{2}$V（HI）=$\frac{1}{2}$×0.1mol/L•min=0.05mol/（L．min）；
故答案为：0.05mol/（L．min）；
（3）图象分析可知，碘单质起始浓度c（I2）=2.0mol/L，平衡浓度c（I2）=1.2mol/L，消耗浓度=2.0mol/L-1.2mol/L=0.8mol/L，则碘单质的转化率=$\frac{0.8mol/L}{2mol/L}$×100%=40%，
故答案为：40%；
（4）充入等物质的量的碘蒸气和氢气，图象分析可知，碘单质起始浓度c（I2）=2.0mol/L，平衡浓度c（I2）=1.2mol/L，c（HI）=1.6mol/L
                 H2（g）+I2?2HI（g）
起始量（mol/L）   2       2     0
变化量（mol/L）  0.8     0.8    1.6
平衡量（mol/L）  1.2     1.2    1.6
平衡常数K=$\frac{1．{6}^{2}}{1.2×1.2}$=1.78
H2（g）+I2?2HI（g）△H═-14.9kJ•mol-1，反应是放热反应，平衡常数随温度变化，降低温度平衡正向进行，平衡常数增大；
故答案为：1.78；降温；
（5）在上述平衡体系中，再充入等物质的量的H2（g）和I2（g），反应是气体体积不变的反应，其他条件不变时再次达到平衡，和原来的平衡状态相同，所以碘蒸气的转化率不变；
故答案为：不变；
（6）M（s）+I2（g）?MI2（g），反应的平衡常数K=$\frac{c（M{I}_{2}）}{c（{I}_{2}）}$，该装置用于提纯金属M的原理是M与碘单质在低温区反应后，在高温区平衡左移又分解生成M；
故答案为：$\frac{c（M{I}_{2}）}{c（{I}_{2}）}$；M与碘单质在低温区反应后，在高温区平衡左移又分解生成M．

点评 本题考查了化学平衡的影响因素分析应用，反应速率、平衡常数的计算，图象分析和平衡移动原理的应用是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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13．下列叙述正确的是（　　）
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请回答下列问题：
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