Question

11．Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x（HI）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)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）716K時(shí)，可以表示可逆反應(yīng)2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）達(dá)到平衡的標(biāo)志是AG．
A．碘化氫的生成速率和分解速率相等
B．單位時(shí)間內(nèi)，1molH-H鍵生成，同時(shí)有2molH-I斷開．
C．恒容的容器中，氣體密度保持不變
D．恒容的容器中，壓強(qiáng)保持不變
E．c（H₂）和c（I₂）的濃度相等
F．容器內(nèi)氣體的平均分子量保持不變
G．容器內(nèi)氣體顏色保持不變
（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為：$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$．（用表中具體數(shù)值代入，不計(jì)算結(jié)果）
（3）上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v_正=k_正x²（HI），逆反應(yīng)速率為v_逆=k_逆x（H₂）x（I₂），其中
k_正、k_逆為速率常數(shù)，則k_逆為$\frac{{k}_{正}}{K}$（以K和k_正表示）．若k_正=0.0027min^-1，在t=40min時(shí)，v_正=1.95×10^-3min^-1．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是0.784，碘和氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等為0.108，其化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）．c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)公式確定k_逆、K、k_正的關(guān)系；根據(jù)v_正=k_正x²（HI）計(jì)算正反應(yīng)速率．

解答 解：（1）A．碘化氫的生成速率和分解速率相等，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
B．無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在單位時(shí)間內(nèi)1molH-H鍵生成同時(shí)有2molH-I斷開，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
C．恒容的容器中，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體密度始終不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，
故錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變，所以恒容的容器中，壓強(qiáng)始終保持不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
E．無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，c（H₂）和c（I₂）的濃度始終相等，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
F．反應(yīng)前后氣體的計(jì)量數(shù)之和不變，氣體質(zhì)量不變，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量始終不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
G．容器內(nèi)氣體顏色保持不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選AG；            
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是0.784，碘和氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等為0.108，其化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）．c（{I}_{2}）}{{c}^{2}（HI）}$=$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$，
故答案為：$\frac{0.10{8}^{2}}{0.78{4}^{2}}$；
（3）該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，v_正=k_正x²（HI）=v_逆=k_逆x（H₂）x（I₂），則k_逆=k_正.$\frac{x（HI）^{2}}{x（{H}_{2}）．x（{I}_{2}）}$=$\frac{{k}_{正}}{K}$，若k_正=0.0027min^-1，在t=40min時(shí)，v_正=0.0027min^-1×0.85²=1.95×10^-3min^-1，故答案為：$\frac{{k}_{正}}{K}$；1.95×10^-3．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算等知識點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷能力，易錯(cuò)點(diǎn)是平衡狀態(tài)判斷，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，難點(diǎn)是（3）題計(jì)算．