Question

5．在某温度下，将H₂和I₂蒸气各0.10mol 充入体积为10L的密闭容器中，发生反应：H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）；△H＜0．达到平衡后，测得[H₂]=0.0080mol•L^-1．
（1）该反应的平衡常数K=0.25．
（2）温度升高时，平衡常数K将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）在上述温度下，若向另一相同的容器中通入H₂和I₂蒸气各0.20mol，则达到化学平衡状态时，
[H₂]=0.016 mol•L^-1，[I₂]=0.016 mol•L^-1，[HI]=0.008 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）依据化学平衡三段式列式计算平衡常数，平衡常数为生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积；
（2）依据化学平衡移动原理分析平衡常数随温度的变化，此反应为放热反应，升高温度，平衡左移；
（3）设转化的氢气为x，利用三段法得出各物质的平衡浓度，平衡常数与（1）相同，以此来计算．

解答 解：（1）在某温度下，将H₂和I₂各0.10mol的气态混合物充入l0L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H₂）=0.0080mol/L，化学平衡三段式列式
                  I₂ +H₂=2HI
起始量（mol/L） 0.01 0.01 0
变化量（mol/L） 0.002 0.002 0.004
平衡量（mol/L） 0.008 0.008 0.004
该温度下的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（HI）}{c（{I}_{2}）×c（{H}_{2}）}$=$\frac{0.00{4}^{2}}{0.008×0.008}$=0.25；
故答案为：0.25；
（2）由于此反应的△H＜0，即为放热反应，故升高温度，平衡左移动，平衡常数减小，故答案为：减小；
（3）此温度下，起始量分别是c（H₂）=0.02mol/L、c（I₂）=0.02mol/L，
则 H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始时各物质的浓度（mol•L^-1）　0.02　　 0.02　　　　　0
各物质的浓度变化量（mol•L^-1）　　x　　　 x　　　　　 2x
平衡时各物质的浓度（mol•L^-1）　0.02-x　　0.02-x　　　 2x
K=$\frac{（2x）^{2}}{（0.02-x）^{2}}$=0.25，
解得：x=0.004 mol/L，
所以平衡时c（HI）=0.008mol•L^-1，c（H₂）=0.0160mol/L，c（I₂）=0.0160mol/L，故答案为：0.016 mol•L^-1；0.016 mol•L^-1；0.008 mol•L^-1．

点评 本题考查了化学平衡的计算应用，平衡常数和转化率的概念计算式解题关键，足以平衡常数是利用平衡浓度来计算，题目难度中等．