Question

在某温度下，将H₂和I₂各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得C（H₂）=0.0080mol/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蒸汽各0.20mol，试求达到平衡状态时，各物质的浓度．

Answer 1

分析：依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到平衡常数的数值；
达到平衡时，测得c（H₂）=0.0080mol/L，则
                                H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.010　　 0.010　　　 0
各物质的浓度变化量（mol?L^-1）　　0.0020　　0.0020　　　0.0040
平衡时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.0080　　0.0080　　　0.0040
（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：达到平衡时，测得c（H₂）=0.0080mol/L，则
                              H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.010　　 0.010　　　 0
各物质的浓度变化量（mol?L^-1）　　0.0020　　0.0020　　　0.0040
平衡时各物质的浓度（mol?L^-1）　　0.0080　　0.0080　　　0.0040
（1）平衡时c（H₂）=c（I₂）=0.0080mol/L，c（HI）=0.0040mol/L，
则K=

(0.0040)2

0.0080×0.0080

=0.25，
答：该反应的平衡常数为0.25；
（2）此温度下，起始量分别是c（H₂）=0.02mol/L、c（I₂）=0.02mol/L，
                       则     H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol?L^-1）　0.02　　 0.02　　　　　0
各物质的浓度变化量（mol?L^-1）　　x　　　 x　　　　　 2x
平衡时各物质的浓度（mol?L^-1）　0.02-x　　0.02-x　　　 2x
K=

(2x)2

(0.02-x)×(0.02-x)

=0.25，
解得：x=0.004 mol/L，
所以平衡时c（HI）=0.008mol?L^-1，c（H₂）=0.016mol/L；C（I₂）=0.016mol/L；
答：化学平衡时HI（g）的平衡浓度为0.008mol/L．I₂，H₂平衡浓度都为0.016mol/L；

点评：本题考查化学平衡的计算，明确化学平衡的三段法计算格式及平衡常数的计算方法是解答本题的关键，注意利用平衡浓度计算平衡常数，题目难度中等．