Question

9．碘鎢燈具有使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點．一定溫度下，在碘鎢燈燈泡內封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生如下的可逆反應：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）
為模擬上述反應，在實驗室中準確稱取0.508g碘、0.736g金屬鎢放置于50.0mL密閉容器中，并加熱使其反應．如圖是混合氣體中的WI₂蒸氣的物質的量隨時間變化關系的圖象[n（WI₂）～t]，其中曲線Ⅰ（0～t₂時間段）的反應溫度為450℃，曲線Ⅱ（從t₂時刻開始）的反應溫度為530℃．
（1）該反應的化學平衡常數表達式為：K=$\frac{C（W{I}_{2}）}{C（{I}_{2}）}$
（2）該反應是放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應，判斷依據是溫度升高，n（WI₂）減小，平衡向左移動，所以是放熱反應．
（3）反應從開始到t₁（t₁=3min）時間內的平均速率v（I₂）=1.20×10^-2 mol•L^-1•min^-1．
（4）能夠說明上述反應已經達到平衡狀態(tài)的有b、c．
a．I₂與WI₂的濃度相等
b．單位時間內，金屬鎢消耗的物質的量與單質碘生成的物質的量相等
c．容器內混合氣體的密度不再改變
d．容器內氣體壓強不發(fā)生變化．

Answer 1

分析 （1）因平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，其中固體物質不代入表達式；
（2）化學平衡常數的大小只與溫度有關，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，由表可知：升高溫度，WI₂的物質的量減少，說明化學平衡逆向移動；
（3）從反應開始到t1時間內，結合圖象，生成WI₂（g）的物質的量為1.8×10^-3mol，所以碘單質的物質的量減少1.8×10^-3mol，根據公式v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$進行計算；
（4）A、達到平衡狀態(tài)時，各物質的濃度不變，不一定相等；
B、單位時間內，金屬鎢消耗的物質的量與單質碘生成的物質的量相等，說明v逆=v正；
C、由于反應物中有氣體，只有在平衡狀態(tài)，密度不變；
D、因前后氣體分子數相等，則無論是否達到平衡狀態(tài)，壓強不變．

解答 解：（1）因平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，所以K=$\frac{C（W{I}_{2}）}{C（{I}_{2}）}$，故答案為：$\frac{C（W{I}_{2}）}{C（{I}_{2}）}$；
（2）化學平衡常數的大小只與溫度有關，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，由表可知：升高溫度，WI₂的物質的量減少，說明化學平衡逆向移動，因此正反應方向放熱，故答案為：放熱；溫度升高，n（WI₂）減小，平衡向左移動，所以是放熱反應；
（3）從反應開始到t1時間內，結合圖象，生成WI₂（g）的物質的量為1.8×10^-3mol，所以碘單質的物質的量減少1.8×10^-3mol，根據公式v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1.8×1{0}^{-3}mol}{0.05L}}{3min}$=1.20×10^-2 mol•L^-1•min^-1，故答案為：1.20×10^-2 mol•L^-1•min^-1；
（4）a、達到平衡狀態(tài)時，各物質的濃度不變，不一定相等，故a錯誤；
b、單位時間內，金屬鎢消耗的物質的量與單質碘生成的物質的量相等，說明v逆=v正，故b正確；
c、由于反應物中有氣體，只有在平衡狀態(tài)，密度不變，故c正確；
d、因前后氣體分子數相等，則無論是否達到平衡狀態(tài)，壓強不變，故d錯誤；
故選：b、c．

點評 本題主要考查溫度對化學平衡、化學平衡常數的影響以及平衡的判斷，難度不大，考查學生分析和解決問題的能力．