Question

化學反應(yīng)2HI=I₂（g）+H₂（g）在四種不同條件下進行，I₂、H₂的起始濃度均為0，反應(yīng)物HI的濃度（mol/L）隨反應(yīng)時間（min）的變化情況如柱狀圖所示．（其中實驗2與實驗3中HI的起始濃度在柱狀圖中均為畫出，假設(shè)分別為c₂和c₃）
（1）實驗1中，反應(yīng)在0～10min以H₂表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）．
（2）根據(jù)柱狀圖推測實驗2中，HI的初始濃度c₂=

 

mol/L，反應(yīng)在20min時就已達到平衡，可推測實驗2中還隱含的反應(yīng)條件是

 

．
（3）40～60min內(nèi)實驗1的平均反應(yīng)速率為v₁，實驗3的平均反應(yīng)速率為v₃，則v1

v₃（填“＞”、“=”或“＜”，下同），且c3

1.0 mol/L．
（4）比較實驗4和實驗1，可推測該反應(yīng)是

 

反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）；理由是

 

．
（5）若實驗1平衡時HI的轉(zhuǎn)化率為50%，實驗3的平衡常數(shù)為K₃，則K₃的值為

 

．在實驗2的反應(yīng)條件下，若將I₂、H₂各1.0mol通入容積為1.0L的恒容密閉容器中，則平衡時HI的體積分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)v=

△c

t

計算出HI的速率，再利用速率之比等于計量數(shù)之比，計算出v（H₂）；
（2）比較平衡時實驗1和實驗2HI的濃度可判斷出實驗2中HI的初始濃度，根據(jù)影響化學反應(yīng)速率的因素判斷；
（3）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素判斷；
（4）根據(jù)影響平衡移動的因素判斷；
（5）根據(jù)轉(zhuǎn)化率可計算出實驗1的平衡常數(shù)，根據(jù)溫度不變，平衡常數(shù)不變，得出實驗3和實驗2的平衡常數(shù)，再利用平衡常數(shù)可計算出HI的體積分數(shù)．

解答： 解：（1）根據(jù)v=

△c

t

計算出實驗1中HI的速率為

1-0.8

10

mol/（L?min）=0.02mol/（L?min），根據(jù)速率之比等于計量數(shù)之比，得v（H₂）=

1

2

（HI）=0.01mol/（L?min），
故答案為：0.01；
（2）根據(jù)實驗1、2數(shù)據(jù)分析，溫度相同，達平衡后HI的物質(zhì)的量濃度相同，且I₂、H₂起始濃度為0，所以兩組實驗中HI的起始濃度相同為1.0mol?L^-1 ；溫度相同，達平衡后HI的物質(zhì)的量濃度相同，但達平衡時2組的時間較短，所以只能是加入催化劑，故答案為：1.0；催化劑；
（3）實驗1、3比較，溫度相同，40～60min時，實驗3、實驗1都處于平衡狀態(tài)，所以實驗3的反應(yīng)速率等于實驗1的等于零，即v₃=v₁；由于實驗1、3是在相同溫度下進行的反應(yīng)，且該反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強對平衡沒有影響，而平衡時實驗3的濃度高，所以實驗3的起始濃度大于實驗1的，即c₃＞1.0mol?L^-1，
故答案為：=；＞；
（4）實驗4與實驗1比，溫度升高，達平衡時A的平衡濃度減��；溫度升高，化學平衡向吸熱方向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)．
故答案為：吸熱；比較實驗4與實驗1，可看出升高溫度，A的平衡濃度減小，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
（5）若實驗1平衡時HI的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K₁=

0.25×0.25

0．52

=0.25，實驗1、2、3的溫度相同，所以它們的平衡常數(shù)也相同，所以K₃=K₂=1，在實驗2的反應(yīng)條件下，若將I₂、H₂各1.0mol通入容積為1.0L的恒容密閉容器中，得I₂、H₂的起始濃度都為1.0mol/L，設(shè)平衡時HI的濃度為xmol/L，則根據(jù)K₂=

(1- x 2 )2

x2

=0.25，得x=1，所以平衡時HI體積分數(shù)為

1

2

=0.5，
故答案為：1；0.5．

點評：本題考查了化學平衡化學反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算及應(yīng)用、影響反應(yīng)速率及平衡移動的因素等知識點，題目難度中等，解題時注意基礎(chǔ)知識的靈活運用．