Question

20．將0.8mol I₂（g）和1.2mol H₂（g）置于某1L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I₂（g）+H₂（g）=2HI（g）并達到平衡．HI的體積分數(shù)隨時間的變化如表格所示：

HI體積分數(shù)	1min	2min	3min	4min	5min	6min	7min
條件I	26%	42%	52%	57%	60%	60%	60%
條件II	20%	33%	43%	52%	57%	65%	65%

（1）在條件I到達平衡時，計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K，要求列出計算過程．
（2）在條件I從開始反應(yīng)到到達平衡時，H₂的反應(yīng)速率為0.12 mol/（L•min）．
（3）為達到條件II的數(shù)據(jù)，對于反應(yīng)體系可能改變的操作是降低溫度．
（4）該反應(yīng)的△H＜0（填“＞“，“＜“或“=“）
（5）在條件I下達到平衡后，在7min時將容器體積壓縮為原來的一半．請在圖中畫出c（HI）隨時間變化的曲線．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，條件I下5min時處于平衡狀態(tài)，設(shè)I₂消耗濃度為xmol/L，則：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始濃度（mol/L）：0.8    1.2      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：x      x       2x
平衡濃度（mol/L）：0.8-x  1.2-x   2x
根據(jù)HI的體積分數(shù)列方程計算x，再根據(jù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$計算；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（3）相同時間內(nèi)HI的體積分數(shù)減小，說明反應(yīng)速率減慢，平衡時HI體積分數(shù)大于條件I時，故改變條件平衡正向移動，由于壓強、催化劑不影響平衡移動，可能是降低溫度；
（4）降低溫度平衡時正向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（5）在條件I下達到平衡后，在7min時將容器體積壓縮為原來的一半，壓強增大，平衡不移動，HI的濃度變?yōu)樵�平衡�?倍．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，條件I下5min時處于平衡狀態(tài)，設(shè)I₂消耗濃度為xmol/L，則：
                 I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始濃度（mol/L）：0.8    1.2     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：x      x       2x
平衡濃度（mol/L）：0.8-x  1.2-x   2x
HI的體積分數(shù)為60%，則：$\frac{2x}{2}$=60%，故x=0.6，平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{1．{2}^{2}}{0.2×0.6}$=12，
故答案為：12；
（2）在條件I從開始反應(yīng)到到達平衡時，H₂的反應(yīng)速率為$\frac{0.6mol/L}{5min}$=0.12 mol/（L•min），
故答案為：0.12 mol/（L•min）；
（3）相同時間內(nèi)HI的體積分數(shù)減小，說明反應(yīng)速率減慢，平衡時HI體積分數(shù)大于條件I時，故改變條件平衡正向移動，由于壓強、催化劑不影響平衡移動，可能是降低溫度，
故答案為：降低溫度；
（4）降低溫度平衡時正向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
（5）在條件I下達到平衡后，HI的濃度為1.2mol/L，在7min時將容器體積壓縮為原來的一半，壓強增大，平衡不移動，HI的濃度變?yōu)樵�平衡�?倍，即HI濃度變?yōu)?.4mol/L，c（HI）隨時間變化的曲線為：，
故答案為：．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)等，注意從（3）中反應(yīng)速率與平衡移動判斷改變條件，進而確定（4）中焓變．