Question

4．为探究外界条件对H₂ （g）+I₂ （g）═2HI （g）△H＞0 反应速率的影响，设计下表所示实验：

实验 编号	实验目的	温度/℃	催化剂 质量/g	反应物初始浓度 /10-3mol•L-1
				H2	I2
Ⅰ	为以下实验作参照	457	0	7	9
Ⅱ	①	420	②	7	9
Ⅲ	探究催化剂对该反应速率的影响	③	10	7	9

（1）完成上表中的空格．①探究温度对该反应速率的影响②0③457
（2）实验Ⅰ中，I₂的物质的量浓度（c）随时间（t）的变化如图所示．

根据图中数据回答下列问题：
①在0～5min内反应的平均速率v（I₂）=1×10^-3mol•L^-1•min^-1．
②该温度下，反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$=48．（前空写表达式，后空写计算所得的数据）
③该同学还想用此反应研究压强对化学平衡移动的影响，请问能否达到实验目的？请说明原因．
不能（填“能”、不能”），原因是该反应前后气体计量数相等，平衡不受压强的影响．

Answer 1

分析 （1）探究某一探究对反应速率的影响时，除了该条件不同外，其它条件必须完全相同，据此进行解答；
（2）①根据0～5min内碘单质的浓度变化计算出反应速率，v=$\frac{△c}{△t}$；
②平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$；
③该反应为体积不变的反应，压强不影响化学平衡，所以无法利用此反应研究压强对化学平衡的影响．

解答 解：（1）Ⅰ为参照实验，实验Ⅱ与Ⅰ中只有反应温度不同，其他条件相同，实验Ⅱ为探究温度对反应速率的影响；实验Ⅲ探究催化剂对反应速率的影响，所以实验Ⅲ与实验Ⅰ中除了催化剂不同外，其它条件完全相同，即温度应该为457℃，
故答案为：探究温度对该反应速率的影响；0；457；
（2）①根据图象可知，0-5min内碘单质的浓度变化为：△c（I₂）=（9-4）mol/L=5×10^-3mol/L，
在0～5min内反应的平均速率ν（I₂）=v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{5×1{0}^{-3}mol•{L}^{-1}}{5min}$=1×10^-3mol•L^-1•min^-1，
故答案为：1×10^-3mol•L^-1•min^-1；
②根据反应H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）可知，当达到化学平衡时，c（I₂）=3×10^-3mol/L，：△c（I₂）=（9-3）×10^-3mol/L=6×10^-3mol/L，△c（H₂）=6×10^-3mol/L，c（H₂）=（7-6）×10^-3mol/L=1×10^-3mol/L，c（HI）=2△c（I₂）=12×10^-3mol/L，平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$=$\frac{（12×1{0}^{-3}）^{2}}{（1×1{0}^{-3}）×（3×1{0}^{-3}）}$=48，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{H}_{2}）×c（{I}_{2}）}$；48；
③由于该可逆反应中，反应方程式两边气体的体积不变，所以压强不影响化学平衡，不能利用此反应探究压强对化学平衡的影响，
故答案为：不能；该反应前后气体计量数相等，平衡不受压强的影响．

点评 本题考查了探究温度、催化剂对化学反应速率的影响，注意明确温度、压强、催化剂等化学反应速率的因素，其中化学反应速率、平衡常数的计算要仔细，提高准确性，题目难度中等．