Question

（10分）在某2 L的密閉容器中加入0.1 mol碘單質和足量鎢(W)，在943 K時，發生反應W(s)＋I₂(g)WI₂(g)，當I₂的轉化率為20%時，達化學平衡狀態。
（1）反應從開始至平衡狀態過程中用時20 s，其平均反應速率v(WI₂)為________。
（2）943 K時，該反應的平衡常數K＝________。
（3）若起始時，加入的碘為0.2 mol(其他條件不變)達平衡時容器中氣體的體積比
V(I₂)∶V(WI₂)＝________。
（4）在上述(1)平衡狀態下，同時增加I₂(g)和WI₂(g)各0.02 mol(其他條件不變)，化學平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷的依據是______________________。

Answer 1

(1)5×10^－4mol·L^－1·s^－1   (2)0.25　(3)4∶1　(4)逆反應　Q_c＝0.4>K＝0.25

(1)I₂的物質的量的變化="0.1" mol×20%＝0.02mol；則根據化學反應速率=濃度的變化量除以時間可得V（I2）=5×10^－4mol·L^－1·s^－1 ,再根據同一化學反應方程式中,速率之比等于化學計量數之比,所以,v(WI₂)5×10^－4mol·L^－1·s^－1 ,
(2)平衡常數=平衡后，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，在這個表達式中，固體、純液體的濃度是一個常數，不列入平衡常數表達式中，所以，可計算求得該反應的平衡常數K＝0.25
(3)反應W(s)＋I₂(g)WI₂(g)為等體積反應，若起始時，加入的碘為0.2 mol，則該平衡不移動，所以，平衡時容器中氣體的體積比V(I₂)∶V(WI₂)為原體系下的體積比，在相同條件下，體積之比等于物質的量之比，即可求得V(I₂)∶V(WI₂)＝4∶1
(4)判斷化學平衡的移動方向可根據濃度商Q_c與K的大小分析；若Q_c大于K，則向逆反應方向移動；若Q_c等于K，則平衡不移動；若Q_c小于K，則平衡向正反應方向移動。