Question

在某温度下，将H₂和I₂各0.1mol的气态混合物充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（HI）=0.02mol/L．
（1）求该反应的平衡常数？
（2）在上述温度下，该容器中若通入H₂和I₂各4.0mol的气态混合物，求达到化学平衡状态时各物质的浓度？

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）在某温度下，将H₂和I₂各0.1mol的气态混合物充入2L的密闭容器中，达到平衡时，测得c（HI）=0.02mol/L，则
                              H₂（g）+I₂（g） 2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.05　　 0.05　　　        0
各物质的浓度变化量（mol?L^-1）　　0.01　　 0.01　　　      0.02
平衡时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.04　　 0.04　　　      0.02
（1）利用平衡的浓度计算K，K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）设转化的氢气为x，利用三段法得出各物质的平衡浓度，平衡常数与（1）相同，以此来计算．

解答： 解：（1）在某温度下，将H₂和I₂各0.1mol的气态混合物充入2L的密闭容器中，达到平衡时，测得c（HI）=0.02mol/L，则
                              H₂（g）+I₂（g） 2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.05　　 0.05　　　       0
各物质的浓度变化量（mol?L^-1）　　0.01　　 0.01　　　      0.02
平衡时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.04　　 0.04　　　      0.02
（1）平衡时c（H₂）=c（I₂）=0.04mol/L，c（HI）=0.02mol/L，
则K=

c2(HI)

c(H2)?c(I2)

=

0.022

0.04×0.04

=0.25；
答：该反应的平衡常数为0.25；
（2）此温度下，若通入H₂和I₂各4.0mol的气态混合物，起始量分别是c（H₂）=2mol/L、c（I₂）=2mol/L，反应前后气体体积不变，达到平衡后，氢气转化率和（1）平衡状态下的转化率相同为

0.01

0.05

×100%=20%，
                              H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol?L^-1）   　2　　    2　　　　　 0
各物质的浓度变化量（mol?L^-1）    2×20%　  2×20%　　 2×20%×2
平衡时各物质的浓度（mol?L^-1）    2-0.4　　 2-0.4　    0.8
所以平衡时c（HI）=0.8mol?L^-1，c（H₂）=1.6mol/L；c（I₂）=1.6mol/L；
答：化学平衡时HI（g）的平衡浓度为0.8mol/L．I₂，H₂平衡浓度都为1.6mol/L．

点评：本题考查了化学平衡的三段式计算应用，平衡常数的计算分析应用，注意反应前后气体体积不变，同比例增大反应物的量平衡不动，平衡原平衡是等效平衡，题目难度中等．