Question

9．在某温度下，将H₂（g） 和I₂（g） 各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得H₂（g） 的浓度为0.0080mol•L^-1．
（1）求I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）的平衡常数．
（2）在上述温度下，若向以上空容器中通入H₂（g）和I₂（g）各0.20mol，试求达到化学平衡状态时HI（g）的物质的量浓度和I₂（g）转化为HI（g）的转化率．

Answer 1

分析 （1）在某温度下，将H₂（g） 和I₂（g） 各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，达到平衡后，测得H₂（g） 的浓度为0.0080mol•L^-1，则：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始浓度（mol/L）：0.010   0.010     0
变化浓度（mol/L）：0.0020   0.0020   0.0040
平衡浓度（mol/L）：0.0080   0.0080   0.0040
再根据K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$计算平衡常数；
（2）设达到平衡时I₂（g）的浓度变化量为xmol/L，则：
                I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始浓度（mol/L）：0.02    0.02       0
变化浓度（mol/L）：x         x        2x 
平衡浓度（mol/L）：0.02-x  0.02-x     2x
再根据平衡常数列方程计算解答．

解答 解：（1）在某温度下，将H₂（g） 和I₂（g） 各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，达到平衡后，测得H₂（g） 的浓度为0.0080mol•L^-1，则：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始浓度（mol/L）：0.010   0.010     0
变化浓度（mol/L）：0.0020   0.0020    0.0040
平衡浓度（mol/L）：0.0080   0.0080    0.0040
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{0.00{4}^{2}}{0.008×0.008}$=0.25，
答：该温度下平衡常数为0.25．
（2）设达到平衡时I₂（g）的浓度变化量为xmol/L，则：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始浓度（mol/L）：0.02    0.02       0
变化浓度（mol/L）：x        x          2x
平衡浓度（mol/L）：0.02-x  0.02-x      2x
所以$\frac{（2x）^{2}}{（0.02-x）×（0.02-x）}$=0.25，解得x=0.004，
所以 平衡时c（HI）=0.0080mol•L^-1，
I₂（g） 转化为HI（g）的转化率=$\frac{0.004mol/L}{0.02mol/L}$×100%=20%，
答：平衡状态时HI（g）的物质的量浓度为0.008mol/L，I₂（g）转化为HI（g）的转化率为20%．

点评 本题考查化学平衡计算，涉及平衡常数计算及应用，（2）中可以利用等效平衡进行计算．