Question

某溫度下，反應H₂（g）+I₂（g）?2HI（g），在帶有活塞的密閉容器中進行．
（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．則上述反應是

 

反應．（填“放熱”或“吸熱”）
（2）下列說法中正確的是：

 

A．溫度、壓強均不變，充入HI氣體瞬間正反應速率增大
B．容器體積不變，升溫逆反應速率增大
C．容器體積、溫度不變，充入氦氣后，正反應速率將增大
D．恒溫恒容時，混合氣體的平均分子量不變不能作為達平衡的標志
（3）若在體積為5L的容器中，起始時投入3mol H₂、2mol I₂，lOs達平衡時測得HI的物質的量為1.2mol．lOs內用H₂表示的平均反應速率為

 

，達平衡時I₂的轉化率為

 

．
（4）若反應過程中某一時刻H₂、I₂、HI的濃度分別為0.3mol?L^-1、0.2mol?L^-l、0.4mol?L1^-1．當反應達到限度時，可能存在的數據是：

 

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）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據此計算判斷；
（2）A．根據濃度對反應速率影響判斷；
B．升高溫度正逆反應速率都增大；
C．體積不變、溫度不變，充入氦氣，反應混合物各組分的濃度不變；
D．混合氣體總質量不變、總物質的量不變，混合氣體的平均相對分子質量始終不變；
（3）計算參加反應的H₂、I₂的物質的量，根據v=

△n V

△t

計算v（H₂），根據轉化率定義計算碘的轉化率；
（4）若向生成HI方向反應建立平衡，平衡時H₂、I₂的濃度最小，HI的濃度最大，若向生成H₂、I₂的方向反應建立平衡，平衡時H₂、I₂的濃度最大，HI的濃度最小，利用極限轉化分析各物質濃度的極大值、極小值，但由于反應為可逆反應，則各物質的濃度一定介于極小值與極大值之間，注意各物質的濃度變化量之比應等于其化學計量數之比．

解答：解：（1）反應熱=436kJ/mol+151kJ/mol-2×299kJ/mol=-11kJ/mol，故該反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
（2）A．增大HI的濃度，瞬間氫氣、碘的濃度不變，正反應速率不變，故A錯誤；
B．升高溫度正逆反應速率都增大，故B正確；
C．體積不變、溫度不變，充入氦氣，反應混合物各組分的濃度不變，正反應速率不變，故C錯誤；
D．混合氣體總質量不變、總物質的量不變，混合氣體的平均相對分子質量始終不變，平均相對分子質量不變不能不能作為達平衡的標志，故D正確，
故答案為：BD；
（3）lOs達平衡時測得HI的物質的量為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方向反應進行建立平衡，平衡時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方向反應建立平衡，平衡時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錯誤；
D．碘的濃度介于0～0.8mol/L之間，故D錯誤，
故答案為：B．

點評：本題考查反應熱的計算、化學反應速率計算及影響因素、化學平衡計算等，（4）中注意利用可逆反應的不完全性，運用極限假設法解答，難度中等．