Question

18．一定條件下發(fā)生反應H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），將H₂、I₂蒸氣按物質(zhì)的量之比11：6通入固定容積為2L的密閉容積中．
（1）一定溫度下，反應進行至平衡時，測得n（H₂）=9mol，n（HI）=4mol，則該反應的平衡常數(shù)值為$\frac{4}{9}$．
（2）在上述溫度下，該容器中若通入H₂和I₂各4mol的氣態(tài)混合物，求達到平衡狀態(tài)時H₂的轉化率？

Answer 1

分析 （1）平衡時，c（H₂）=$\frac{9mol}{2L}$=4.5mol/L，c（HI）=$\frac{4mol}{2L}$=2mol/L，生成4molHI需要2molH₂、2molI₂，
則開始時n（H₂）=2mol+9mol=11mol，H₂、I₂蒸氣按物質(zhì)的量之比11：6通入固定容積為2L的密閉容積中，所以開始時n（I₂）=6mol，
           H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），
開始（mol/L）5.5     3       0
反應（mol/L）1       1       2
平衡（mol/L）4.5     2       2
化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）．c（{I}_{2}）}$；
（2）溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，設參加反應的氫氣物質(zhì)的量為xmol/L，
         H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），
開始（mol/L）2     2       0
反應（mol/L）x     x       2x
平衡（mol/L））（2-x） （2-x）  2x
先根據(jù)化學平衡常數(shù)計算x，轉化率=$\frac{參加反應的氫氣物質(zhì)的量濃度}{氫氣初始物質(zhì)的量濃度}×100%$．

解答 解：（1）平衡時，c（H₂）=$\frac{9mol}{2L}$=4.5mol/L，c（HI）=$\frac{4mol}{2L}$=2mol/L，生成4molHI需要2molH₂、2molI₂，
則開始時n（H₂）=2mol+9mol=11mol，H₂、I₂蒸氣按物質(zhì)的量之比11：6通入固定容積為2L的密閉容積中，所以開始時n（I₂）=6mol，
           H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），
開始（mol/L）5.5     3       0
反應（mol/L）1       1       2
平衡（mol/L）4.5     2       2
化學平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）．c（{I}_{2}）}$=$\frac{{2}^{2}}{4.5×2}$=$\frac{4}{9}$，
答：該溫度下的化學平衡常數(shù)為$\frac{4}{9}$；
（2）溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，設參加反應的氫氣物質(zhì)的量為xmol/L，
         H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），
開始（mol/L）2     2       0
反應（mol/L）x     x       2x
平衡（mol/L））（2-x） （2-x）  2x
化學平衡常數(shù)K=$\frac{（2x）^{2}}{（2-x）^{2}}=\frac{4}{9}$，
x=0.5
氫氣的轉化率=$\frac{參加反應的氫氣物質(zhì)的量濃度}{氫氣初始物質(zhì)的量濃度}×100%$=$\frac{0.5mol/L}{2mol/L}$×100%=25%，
答：氫氣的轉化率為25%．

點評 本題考查化學平衡計算，為高頻考點，明確各個物理量關系是解本題關鍵，會運用三段式法解答問題，注意：化學平衡常數(shù)只與溫度有關．