Question

某溫度下，反應(yīng)H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），在帶有活塞的密閉容器中進(jìn)行．
（1）已知：斷開1mol H-H鍵要吸收436kJ的能量，斷開1mol I-I鍵要吸收151kJ的能量，斷開1mol H-I鍵要吸收299kJ的能量．則上述反應(yīng)是

 

反應(yīng)．（填“放熱”或“吸熱”）
（2）下列說法中正確的是：

 

A．溫度、壓強(qiáng)均不變，充入HI氣體瞬間正反應(yīng)速率增大
B．容器體積不變，升溫逆反應(yīng)速率增大
C．容器體積、溫度不變，充入氦氣后，正反應(yīng)速率將增大
D．恒溫恒容時(shí)，混合氣體的平均分子量不變不能作為達(dá)平衡的標(biāo)志
（3）若在體積為5L的容器中，起始時(shí)投入3mol H₂、2mol I₂，lOs達(dá)平衡時(shí)測(cè)得HI的物質(zhì)的量為1.2mol．lOs內(nèi)用H₂表示的平均反應(yīng)速率為

 

，達(dá)平衡時(shí)I₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．
（4）若反應(yīng)過程中某一時(shí)刻H₂、I₂、HI的濃度分別為0.3mol?L^-1、0.2mol?L^-l、0.4mol?L1^-1．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是：

 

A．H₂為 0.5mol．L^-1，I₂為 0.4mol?L^-1
B．H₂為 0.4mol?L^-1
C．H₂、HI均為0.2mol?L^-1
D．HI為 0.8mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，據(jù)此計(jì)算判斷；
（2）A．根據(jù)濃度對(duì)反應(yīng)速率影響判斷；
B．升高溫度正逆反應(yīng)速率都增大；
C．體積不變、溫度不變，充入氦氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變；
D．混合氣體總質(zhì)量不變、總物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變；
（3）計(jì)算參加反應(yīng)的H₂、I₂的物質(zhì)的量，根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（H₂），根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計(jì)算碘的轉(zhuǎn)化率；
（4）若向生成HI方向反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)H₂、I₂的濃度最小，HI的濃度最大，若向生成H₂、I₂的方向反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)H₂、I₂的濃度最大，HI的濃度最小，利用極限轉(zhuǎn)化分析各物質(zhì)濃度的極大值、極小值，但由于反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則各物質(zhì)的濃度一定介于極小值與極大值之間，注意各物質(zhì)的濃度變化量之比應(yīng)等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．

解答：解：（1）反應(yīng)熱=436kJ/mol+151kJ/mol-2×299kJ/mol=-11kJ/mol，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）A．增大HI的濃度，瞬間氫氣、碘的濃度不變，正反應(yīng)速率不變，故A錯(cuò)誤；
B．升高溫度正逆反應(yīng)速率都增大，故B正確；
C．體積不變、溫度不變，充入氦氣，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，正反應(yīng)速率不變，故C錯(cuò)誤；
D．混合氣體總質(zhì)量不變、總物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變，平均相對(duì)分子質(zhì)量不變不能不能作為達(dá)平衡的標(biāo)志，故D正確，
故答案為：BD；
（3）lOs達(dá)平衡時(shí)測(cè)得HI的物質(zhì)的量為1.2mol，則：
  H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
0.6mol  0.6mol   1.2mol
故v（H₂）=

0.6mol 5L

10s

=0.012mol/（L?s），碘的轉(zhuǎn)化率=

0.6mol

2mol

×100%=30%，
故答案為：0.012mol/（L?s）；30%；
（4）若向生成HI方向反應(yīng)進(jìn)行建立平衡，平衡時(shí)H₂、I₂的濃度最小，HI的濃度最大，則：
             H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
開始（mol/L）：0.3    0.2      0.4
變化（mol/L）：0.2    0.2      0.4
極值（mol/L）：0.1    0        0.8
若向生成H₂、I₂方向反應(yīng)建立平衡，平衡時(shí)H₂、I₂的濃度最大，HI的濃度最小，則：
             H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
開始（mol/L）：0.3    0.2      0.4
變化（mol/L）：0.2    0.2      0.4
極值（mol/L）：0.5    0.4      0
A．氫氣的濃度介于0.1mol/L～0.5mol/L之間，碘的濃度介于0.2mol/L～0.4mol/L之間，故A錯(cuò)誤；
B．氫氣的濃度介于0.1mol/L～0.5mol/L之間，H₂為 0.4mol/L可能存在，故B正確；
C．H₂、HI的濃度不能都減少，故C錯(cuò)誤；
D．碘的濃度介于0～0.8mol/L之間，故D錯(cuò)誤，
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算及影響因素、化學(xué)平衡計(jì)算等，（4）中注意利用可逆反應(yīng)的不完全性，運(yùn)用極限假設(shè)法解答，難度中等．