Question

已知反应2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）在T℃下的平衡常数为0.01．T℃时，在容积为2L的密闭容器中加入HI，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	HI	H2	I2
浓度/（mol?L-1）	0.40	0.60	0.60

请计算回答下列问题（写出计算过程，否则不得分）：
（1）起始加入HI的物质的量

 

mol．
（2）达到平衡后HI的物质的量浓度

 

mol?L^-1（请保留三位有效数字）．
（3）T℃时，在另一个体积一定的密闭容器中，将I₂（g）与H₂（g） 置于其中发生上述反应，若达到平衡时H₂（g）与I₂（g）的体积比为1：4，计算平衡时HI的体积分数为

 

，以及开始时H₂（g）与I₂（g）的体积比为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）物质的变化量与化学计量数成正比，某时刻，HI的浓度变化量为

x

2

-0.4，H₂的浓度变化量为0.60；
（2）根据三段式计算出平衡浓度，根据化学平衡常数计算公式计算；
（3）根据化学平衡三段式计算，平衡时平衡时HI的体积分数=

HI的体积

气体总体积

×100%．

解答： 解：（1）假设起始加入的HI的物质的量为x，浓度为

x

2

，某时刻，HI的浓度为0.40，所以HI的浓度变化量为

x

2

-0.4，H₂的浓度变化量为0.60，根据2HI（g）═H₂（g）+I₂（g），（

x

2

-0.4）：0.60=2：1，解得x=3.2；
故答案为：3.2；
（2）假设达到平衡后HI的物质的量浓度为y，HI的起始浓度为

3.2mol

2L

=1.6mol/L，
              2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
起始（mol?L^-1） 1.6      0       0
变化（mol?L^-1） 1.6-y 

1

2

（1.6-y）

1

2

（1.6-y）
平衡（mol?L^-1） y     

1

2

（1.6-y）

1

2

（1.6-y）
平衡常数K=

c(I2)?c(H2)

c2(HI)

=

1.6-y 2 ? 1.6-y 2

y2

=0.01，解得y=1.33，
故答案为：1.33；
（3）2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）的平衡常数为0.01，所以H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）的平衡常数K=100，假设开始时H₂（g）与I₂（g）的物质的量分别为2a、2b，平衡时生成HI物质的量为4c，
                H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始（mol?L^-1）  a       b       0
变化（mol?L^-1）  c       c       2c
平衡（mol?L^-1）  a-c     b-c     2c
化学平衡常数K=

c2(HI)

c(H2)?c(I2)

=

(2c)2

(a-c)?(b-c)

=100   ①，
根据n=

V

Vm

，知道物质的量之比等于体积之比，2（a-c）：2（b-c）=1：4   ②，
由①②联立解得2a：2b=11：14
平衡时平衡时HI的体积分数=

HI的体积

气体总体积

×100%=

2×2c

2[(a-c)+(b-c)+2c]

×100%=80%．
故答案为：80%；11：14．

点评：本题考查化学平衡的计算，题目难度中等，把握平衡常数的含义与运用是解答该题的关键之处，答题时注意领悟该题．