Question

18．一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1mol  H₂（g）和1mol I₂（g），发生反应H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），经充分反应达到平衡后，HI（g）的气体体积分数为50%，在该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1mol HI（g）发生反应HI（g）?$\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$I₂（g），则下列判断正确的是（　　）

• A． 第二个反应的平衡常数为1
• B． 第二个反应的平衡常数为0.05
• C． 第二个反应达到平衡时，H₂的平衡浓度为0.25mol/L
• D． 第二个反应达到平衡时，HI（g）的平衡浓度为0.25 mol/L

Answer 1

分析 一定温度下，将H₂和I₂各1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后生成的HI（g）的气体体积的50%，设转化的氢气为xmol，依据化学平衡三段式列式为：
                          H₂ +I₂ ?2HI
起始量（mol/L）    1      1       0
变化量（mol/L）    x      x      2x
平衡量（mol/L）  1-x    1-x       2x
HI（g）的气体体积的50%，则$\frac{2x}{1-x+1-x+2x}$=50%，解得x=0.5mol
故K=$\frac{1{\;}^{2}}{0.5×0.5}$=4，
该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1mol HI（g）发生反应HI（g）?$\frac{1}{2}$H₂（g）+$\frac{1}{2}$I₂（g），等效为充入H₂和I₂各0.5mol，又该反应为气体体积不变得反应故与原平衡成比例等效，则新平衡时氢气为0.5mol×$\frac{1}{2}$=0.25mol，HI（g）为1mol×$\frac{1}{2}$=0.5mol，以此解答该题．

解答 解：A、B．根据平衡常数只与温度有关，结合正反应与逆反应的平衡常数成倒数关系，故    2HI?H₂ +I₂的平衡常数为$\frac{1}{4}$，又同一反应平衡常数与系数成幂次方关系，故后一反应的平衡常数为$\sqrt{\frac{1}{4}}$=0.5，故A、B错误；
C．根据以上计算第二个反应达到平衡时，H₂的平衡浓度为$\frac{0.25mol}{2L}$=0.125mol/L，故C错误；
D．由以上计算后第二反应达到平衡时，HI（g）的平衡浓度为$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了化学平衡的三段式计算应用，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，平衡常数与方程式之间的关系以及等效平衡的判断是本题的关键，题目较简单．