Question

9．在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H₂和0.6mol的I₂，在一定的条件下发生如下反应：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）△H＜0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}$；
（2）根据图1数据，该反应达到平衡时，H₂（g）的转化率为62.5%；
（3）能说明反应达到平衡状态的是C；
A．v_正（H₂）=2v_逆（HI）            B．容器中的压强不变
C．混合气体中C（I₂）不变       D．容器内的密度不变
（4）若H₂（g）、I₂（g）、HI（g）的起始浓度分别用amol•L^-1、bmol•L^-1、cmol•L^-1表示，达到平衡时各组分的浓度和图1的平衡状态相同，则a、b的应满足a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3．
（5）反应达到平衡后，第8分钟时：
①若升高温度，化学平衡常数K减小（填写增大、减小或不变），HI浓度的变化正确的是c．（用图2中a～c的编号回答）
②若加入I₂，H₂浓度的变化正确的是f．（用图2中d～f的编号回答）
（6）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况．

Answer 1

分析 （1）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积进行计算；
（2）由图象判断消耗氢气的量，可计算转化率；
（3）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（4）若H₂（g）、I₂（g）、HI（g）的起始浓度分别用amol•L^-1、bmol•L^-1、cmol•L^-1表示，达到平衡时各组分的浓度和图1的平衡状态相同；
（5）①根据化学平衡常数K只与温度有关，温度改变，若平衡正向移动，化学平衡常数K增大，生成物浓度增大，反之，若平衡逆向移动，化学平衡常数K减少，生成物浓度减少；
②若加入I₂，平衡正向移动，H₂浓度减少；
（6）反应是体积不变的反应，改变压强平衡不动，容器的容积扩大一倍，平衡物质浓度减小．

解答 解：（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}$，故答案为：K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}$；
（2）由图象可知达到平衡时生成0.5molHI，则消耗0.25molH₂，H₂（g）的转化率为$\frac{0.25mol}{0.4mol}×100%$=62.5%，
故答案为：62.5%；
（3）A．v_正（H₂）=2v_逆（HI），正逆反应速率不等，没有达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体的体积不变，故容器总压强不随时间改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B错误；
C．混合气体中C（I₂）不变，可说明达到平衡状态，故C正确；
D．都是气体参加反应，质量不变，体积不变，则密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故D错误．
故选C；
（4）若H₂（g）、I₂（g）、HI（g）的起始浓度分别用amol•L^-1、bmol•L^-1、cmol•L^-1表示，达到平衡时各组分的浓度和图1的平衡状态相同，则HI转化为碘、氢气与初始量相同，应满足a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3，
故答案为：a+$\frac{c}{2}$=0.4、b+$\frac{c}{2}$=0.3；
（5）①该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数K减少，生成物浓度减少，故答案为：减小；c；
②若加入I₂，平衡正向移动，H₂浓度减少，故答案为：f；
（6）H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），反应是体积不变的反应，改变压强平衡不动，容器的容积扩大一倍，平衡物质浓度减小，碘化氢浓度减小一半为0.25mol/L，画出的变化图象如图：，故答案为：．

点评 本题主要考查了平衡常数、化学平衡移动以及化学反应速率的计算，为高考常见题型，难度较大，需要注意的是：化学平衡常数K只与温度有关，温度改变，若平衡正向移动，化学平衡常数K增大，反之则减少．