Question

12．在某一溫度條件下，Bodensteins 研究了反應(yīng)：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g），氣體 混合物中 HI 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) x（HI）與反應(yīng)時(shí)間 t 的關(guān)系如表：

	t/min	0	20	40	60	80	120
第一次試驗(yàn)	x（HI）	1	0.90	0.85	0.815	0.795	0.784
第二次試驗(yàn)	x（HI）	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

（1）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù) K 的計(jì)算式為$\frac{0.108×0.108}{078{4}^{2}}$．
（2）上述反應(yīng)，正反應(yīng)速率為 v 正=k 正 x²（HI），逆反應(yīng)速率為 v 逆=k 逆 x（H₂）x（I₂），其中 k 正k 逆為速率常數(shù)，則 k 逆為$\frac{{K}_{正}}{K}$（以 K 和 k 正表示）．若 k 正=0.002  min，第一次試驗(yàn)時(shí)，v（正）=1.95×10^-3min．

Answer 1

分析 （1）表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，由第一列數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.784，則氫氣、碘蒸汽總物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1-0.784=0.216，而氫氣、與碘蒸汽物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等均為0.108，反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$計(jì)算；
（2）到達(dá)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式，可知k_逆的表達(dá)式；在t=40min時(shí)，x（HI）=0.85，代入正反應(yīng)速率表達(dá)式v_正=k_正x²（HI）計(jì)算．

解答 解：（1）表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，由第一列數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.784，則氫氣、碘蒸汽總物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1-0.784=0.216，而氫氣、與碘蒸汽物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等均為0.108，反應(yīng)前后氣體體積不變，用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替濃度計(jì)算平衡常數(shù)，則平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{0.108×0.108}{078{4}^{2}}$，
故答案為：$\frac{0.108×0.108}{078{4}^{2}}$；
（2）到達(dá)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，則k_正x²（HI）=k_逆x（H₂）x（I₂），則k_逆=k_正×$\frac{{x}^{2}（HI）}{x（{H}_{2}）x（{I}_{2}）}$=$\frac{{K}_{正}}{K}$，
在t=40min時(shí)，正反應(yīng)建立平衡的x（HI）=0.85，則v_正=k_正x²（HI）=0.0027min^-1×0.85²=1.95×10^-3min^-1，
故答案為：$\frac{{K}_{正}}{K}$；1.95×10^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題比較綜合，題目難度中等，涉及化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算及影響因素、平衡移動(dòng)等，屬于綜合型題目，側(cè)重考查學(xué)生自學(xué)能力、分析解決問(wèn)題的能力，注意表中數(shù)據(jù)為不同方向建立的平衡，題目中沒(méi)有明確，增大題目難度．