Question

12．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．
Ⅰ、利用“化学蒸气转移法”制备TaS₂晶体，发生如下反应：
TaS₂（s）+2I₂（g）═TaI₄（g）+S₂（g）△H＞0 （ I）
（1）反应（ I）的平衡常数表达式K=$\frac{c（Ta{I}_{4}）c（{S}_{2}）}{{c}^{2}（{I}_{2}）}$，
（2）若K=1，向某恒容密闭容器中加入1mol I₂（g）和足量TaS₂（s），I₂（g）的平衡转化率为66.7%．
Ⅱ、恒温下，在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1mol N₂与1mol H₂的混合气体，发生如下反应：N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g），△H＜0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氨气的物质的量为0.4mol．
（1）此温度时该反应的K值为12.5．
（2）若在此温度下，向另一容积为1L的恒容容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N₂、H₂、NH₃，此时，该反应是否处于平衡状态否（填“是”或“否”），此时若没有达平衡，反应向正方向进行（填“正”或“逆”）．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）化学平衡常数等于各生成物平衡浓度系数次幂之积和各反应物平衡浓度系数次幂之积的比值；
（2）根据化学平衡常数结合转化率等于变化量和初始量的比值来计算；
Ⅱ、（1）根据三行式结合K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$来计算即可；
（2）根据浓度商Qc和K的关系确定反应是否达到平衡以及反应的方向．

解答 解：Ⅰ、（1）根据题意反应（Ⅰ）的平衡常数表达式K=$\frac{c（Ta{I}_{4}）c（{S}_{2}）}{{c}^{2}（{I}_{2}）}$，故答案为：K=$\frac{c（Ta{I}_{4}）c（{S}_{2}）}{{c}^{2}（{I}_{2}）}$；
（2）若K=1，设 I₂的平衡转化率为x，则参加反应的为xmol，平衡时生成TaI₄和S₂各0.5xmol，剩余I₂为（1-x）mol，
根据K=$\frac{c（Ta{I}_{4}）c（{S}_{2}）}{{c}^{2}（{I}_{2}）}$=$\frac{0.5x×0.5x}{（1-x）^{2}}$=1，
解之得：x=66.7%，
故答案为：66.7%；
Ⅱ、（1）N₂ （g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
初始浓度：0.5        0.5       0
变化浓度：0.1         0.3       0.2
平衡浓度：0.4       0.2         0.2
K=$\frac{0．{2}^{2}}{0.4×0．{2}^{3}}$=12.5．故答案为：12.5；
（2）向另一容积为1L的恒容容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N₂、H₂、NH₃，此时Qc=$\frac{{1}^{2}}{2×{1}^{3}}$=0.5＜K，所以不是平衡状态，会向着正方向进行，
故答案为：否；正．

点评 本题考查学生化学平衡常数的计算以及反应进行的方向知识，注意三行式计算的方法是关键，难度中等．