Question

600 K时，在容积可变的透明容器内，反应2HI(g) I₂(g)＋H₂(g)达到平衡状态A。保持温度不变，将容器的容积压缩成原容积的一半，达到平衡状态B。

⑴按上图所示的虚线方向观察，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答：                                                                

⑵按上图所示的实线方向观察(活塞无色透明)，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答：                                                       

Answer 1

⑴可以观察到颜色深浅的变化。由于方程式两边气体物质的物质的量相等，容积减半，压强增大到2倍时，I₂(ｇ)及其他物质的物质的量均不变，但浓度却增大到原来的2倍，故可以看到I₂(ｇ)紫色加深。⑵不能观察到颜色深浅的变化。因为由状态A到状态B，平衡并未发生移动，尽管 c_B［I₂(g)］=2c_A［I₂(g)］，但 v_B［I₂(g)］=v_A［I₂(g)］，即视线方向上可观察到的 I₂(g) 分子数是相同的，故不能观察颜色深浅的变化。

错解分析:从实线方向观察，根据 A、B 两状态下的 I₂ 的浓度关系：c_B(I₂)=2c_A(I₂)，误以为能观察到容器内颜色的变化。

解题指导:状态A与状态B的不同点是：p_B＝2p_A，但题设反应是气体物质的量不变的反应，即由状态A到状态B，虽然压强增大到原来的2倍，但是平衡并未发生移动，所以对体系内的任何一种气体特别是 I₂(g) 而言，下式是成立的：c_B［I₂(g)］=2c_A［I₂(g)］。对第⑵小问，可将有色气体 I₂(g) 沿视线方向全部虚拟到活塞平面上――犹如夜晚看碧空里的星星，都在同一平面上。则视线方向上的 I₂ 分子多，气体颜色就深；反之，则浅。