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5.[2015.全国卷Ⅰ,28(4)]Bodensteins研究了下列反应:
2HI(g)H2(g)+I2(g)
在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
120 |
x(HI) |
1 |
0.91 |
0.85 |
0.815 |
0.795 |
0.784 |
x(HI) |
0 |
0.60 |
0.73 |
0.773 |
0.780 |
0.784 |
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为
________________________________________________________________________。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正=________min-1。
③由上述实验数据计算得到v正-x(HI)和v逆-x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为______________(填字母)。
答案 ① ②k正/K 1.95×10-3 ③A点、E点
解析 ①2HI(g)H2 (g)+I2 (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后x(HI)=0.784,则x(H2)=x(I2)=0.108,K===。②到达平衡时,v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2),k逆=k正.=k正/K,在t=40 min时,x(HI)=0.85,v正=k正x2(HI)=0.002 7 min-1×(0.85)2=1.95×10-3 min-1。③原平衡时,x(HI)为0.784,x(H2)为0.108,二者图中纵坐标均约为1.6(因为平衡时v正=v逆),升高温度,正、逆反应速率均加快,对应两点在1.6上面, 升高温度,平衡向正反应方向移动,x(HI)减小(A点符合),x(H2)增大(E点符合)。