Question

3．某溫度下反應H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）的平衡常數(shù)K=57.0，現(xiàn)向此溫度下的真空容器中充入0.2mol•L^-1H₂（g）、0.5mol•L^-1 I₂（g）及0.3mol•L^-1 HI（g），則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 反應總體向左進行
• B． 反應達到平衡時，H₂的物質的量分數(shù)＜50%
• C． 反應向某方向進行一段時間后K＜57.0
• D． 反應達到平衡時，H₂的轉化率為75%

Answer 1

分析 A．計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應向正反應進行，若Qc＞K，反應向逆反應進行；
B．向左進行建立平衡時，氫氣的濃度增大，氫氣最大濃度應小于（0.2mol/L+0.15mol/L）=0.35mol/L，向右反應建立平衡，平衡時氫氣濃度小于0.2mol/L，混合氣體總濃度不變，氫氣物質的量分數(shù)=$\frac{氫氣平衡濃度}{混合氣體總濃度}$×100%；
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
D．假設氫氣轉化率為75%，計算各物質的濃度，再計算濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，則平衡時氫氣轉化率為75%．

解答 解：A．濃度商Qc=$\frac{0．{3}^{2}}{0.2×0.5}$=0.9＜K=57，反應向正反應進行，故A錯誤；
B．反應向右進行建立平衡，故平衡時氫氣濃度小于0.2mol/L，混合氣體總濃度不變，平衡時氫氣物質的量分數(shù)＜$\frac{0.2mol/L}{（0.2+0.5+0.3）mol/L}$×100%=20%，故B正確；
C．平衡常數(shù)只受溫度影響，由于溫度不變，平衡常數(shù)不變，故C錯誤；
D．假設氫氣轉化率為75%，則氫氣濃度變化量為0.2mol/L×75%=0.15mol/L，則：
                       H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
       開始濃度（mol/L）：0.2     0.5     0.3
       變化濃度（mol/L）：0.15    0.15    0.3
氫氣轉化率為75%時（mol/L：0.05   0.35    0.6
濃度商Qc=$\frac{0．{6}^{2}}{0.05×0.35}$=20.6＜K=57.0，故氫氣轉化率為75%時反應未到達平衡，反應向正反應進行，平衡時氫氣轉化率大于75%，故D錯誤，
故選：B．

點評 本題考查化學平衡計算，涉及平衡常數(shù)計算及應用，B、D選項可以利用平衡常數(shù)計算具體的值，但計算量很大，側重考查是分析計算能力、對知識的靈活運用能力，難度中等．