Question

某温度下，反应H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），在带有活塞的密闭容器中进行．
（1）已知：断开1mol H-H键要吸收436kJ的能量，断开1mol I-I键要吸收151kJ的能量，断开1mol H-I键要吸收299kJ的能量．则上述反应是

 

反应．（填“放热”或“吸热”）
（2）下列说法中正确的是：

 

A．温度、压强均不变，充入HI气体瞬间正反应速率增大
B．容器体积不变，升温逆反应速率增大
C．容器体积、温度不变，充入氦气后，正反应速率将增大
D．恒温恒容时，混合气体的平均分子量不变不能作为达平衡的标志
（3）若在体积为5L的容器中，起始时投入3mol H₂、2mol I₂，lOs达平衡时测得HI的物质的量为1.2mol．lOs内用H₂表示的平均反应速率为

 

，达平衡时I₂的转化率为

 

．
（4）若反应过程中某一时刻H₂、I₂、HI的浓度分别为0.3mol?L^-1、0.2mol?L^-l、0.4mol?L1^-1．当反应达到限度时，可能存在的数据是：

 

A．H₂为 0.5mol．L^-1，I₂为 0.4mol?L^-1
B．H₂为 0.4mol?L^-1
C．H₂、HI均为0.2mol?L^-1
D．HI为 0.8mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能，据此计算判断；
（2）A．根据浓度对反应速率影响判断；
B．升高温度正逆反应速率都增大；
C．体积不变、温度不变，充入氦气，反应混合物各组分的浓度不变；
D．混合气体总质量不变、总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变；
（3）计算参加反应的H₂、I₂的物质的量，根据v=

△n V

△t

计算v（H₂），根据转化率定义计算碘的转化率；
（4）若向生成HI方向反应建立平衡，平衡时H₂、I₂的浓度最小，HI的浓度最大，若向生成H₂、I₂的方向反应建立平衡，平衡时H₂、I₂的浓度最大，HI的浓度最小，利用极限转化分析各物质浓度的极大值、极小值，但由于反应为可逆反应，则各物质的浓度一定介于极小值与极大值之间，注意各物质的浓度变化量之比应等于其化学计量数之比．

解答：解：（1）反应热=436kJ/mol+151kJ/mol-2×299kJ/mol=-11kJ/mol，故该反应为放热反应，
故答案为：放热；
（2）A．增大HI的浓度，瞬间氢气、碘的浓度不变，正反应速率不变，故A错误；
B．升高温度正逆反应速率都增大，故B正确；
C．体积不变、温度不变，充入氦气，反应混合物各组分的浓度不变，正反应速率不变，故C错误；
D．混合气体总质量不变、总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变，平均相对分子质量不变不能不能作为达平衡的标志，故D正确，
故答案为：BD；
（3）lOs达平衡时测得HI的物质的量为1.2mol，则：
  H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
0.6mol  0.6mol   1.2mol
故v（H₂）=

0.6mol 5L

10s

=0.012mol/（L?s），碘的转化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%，
故答案为：0.012mol/（L?s）；30%；
（4）若向生成HI方向反应进行建立平衡，平衡时H₂、I₂的浓度最小，HI的浓度最大，则：
             H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
开始（mol/L）：0.3    0.2      0.4
变化（mol/L）：0.2    0.2      0.4
极值（mol/L）：0.1    0        0.8
若向生成H₂、I₂方向反应建立平衡，平衡时H₂、I₂的浓度最大，HI的浓度最小，则：
             H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
开始（mol/L）：0.3    0.2      0.4
变化（mol/L）：0.2    0.2      0.4
极值（mol/L）：0.5    0.4      0
A．氢气的浓度介于0.1mol/L～0.5mol/L之间，碘的浓度介于0.2mol/L～0.4mol/L之间，故A错误；
B．氢气的浓度介于0.1mol/L～0.5mol/L之间，H₂为 0.4mol/L可能存在，故B正确；
C．H₂、HI的浓度不能都减少，故C错误；
D．碘的浓度介于0～0.8mol/L之间，故D错误，
故答案为：B．

点评：本题考查反应热的计算、化学反应速率计算及影响因素、化学平衡计算等，（4）中注意利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，难度中等．