Question

【題目】將0.01mol I2和0.01mol H2置于預先抽成真空的特制2L恒容密閉容器中，加熱至1500K，體系達到平衡，總壓強為456 kPa。體系中存在以下反應關系：

I2(g)2I(g) △H1 Kp1=2.00

HI(g)I(g)+H(g) △H2 Kp2

H2(g)2H(g) △H3 Kp3=8×10-6

I2(g)+H2(g)2HI(g) △H4 Kp4

回答下列問題：

(1) △H4與△H1、△H2、△H3的關系是_________________________。

(2) I2(g)+H2(g)2HI(g)反應過程中碘單質的轉化率隨時間的變化曲線如圖所示，A點時，v正________(填“>”“<”“=”)v逆，前5minHI的生成率v(HI)=_____________________。

(3)達到平衡狀態時，氫氣的物質的量分數是________________；Kp4=________________(Kp為用平衡分壓代替濃度表示的平衡常數，平衡分壓＝總壓×物質的量分數)。

(4)下列說法能說明該體系達到平衡狀態的是________________。

A．顏色不再變化

B．氣體平均相對分子質量不再變化

C．氣體密度不再變化

D．溫度不再變化

(5)HI是一種強酸，常溫下將1.0mol·L-1的HI溶液和amol·L-1的氨水等體積混合后，溶液呈中性此時溶液中離子濃度的大小關系是________________。

Answer 1

【答案】△H4＝△H1+△H3-2△H2 > 8×10-4mol·L-1·min-1 0.2(或20％) 9 AD c(NH4+)=c(I-)>c(H+)=c(OH-)

【解析】

（1）根據蓋斯定律：（1）I2(g)2I(g) △H1；（2）HI(g)I(g)+H(g) △H2

（3）H2(g)2H(g) △H3；由（1）-（2）+（3）得（4）：I2(g)+H2(g)2HI(g) 即△H4=△H1-2△H2+△H3；答案：△H4＝△H1+△H3-2△H2。

(2) A點時反應沒有達到平衡仍然向正反應方向進行，所以A點時v正>v逆；根據三段式

I2(g) + H2(g)2HI(g)

初始量（mol） 0.01 0.01 0

變化量（mol） x x 2x

5min量（mol） 0.01-x 0.01-x 2x

由圖像知5min時碘單質的轉化率為0.4，所以x/0.01=0.4,x=0.004mol, 前5minHI的生成率=（0.004mol2）/2L5min=0.0008 mol·L-1·min-1;答案：>；8×10-4mol·L-1·min-1。

(3) 達到平衡時碘單質的轉化率為0.6，所以x/0.01=0.6,x=0.006mol, 根據三段式

I2(g) + H2(g)2HI(g)

初始量（mol） 0.01 0.01 0，

變化量（mol） 0.006 0.006 0.012

平衡量（mol） 0.004 0.004 0.012

達到平衡狀態時，氫氣的物質的量分數是0.004/(0.004+0.004+0.012)100= 20％ ;

平衡分壓＝總壓×物質的量分數, 平衡時總壓強為456 kPam,Kp4=c2(HI)/c(I2 )c(H2)= (4560.04)2 /(4560.04)(4560.04)=9答案：20％；9。

(4) 由I2(g) + H2(g)2HI(g)反應知A．顏色不再變化，說明I2的濃度不在改變，反應體系達到平衡狀態，故A正確；B．氣體平均相對分子質量M=m/n,因為m和n不變，M為定值，所以氣體平均相對分子質量不再變化，不能說明反應體系達到平衡狀態，故B錯誤；C．因為反應物和生物都是氣體，在恒容條件下由=m/v知氣體密度是定值，所以氣體密度不再變化不能說明反應體系達到平衡狀態，故C錯誤；D．發生化學變化伴隨著能量變化，所以溫度不再變化說明反應體系達到平衡狀態，故D正確；答案：AD。

(5)HI是一種強酸，氨水為弱堿，常溫下將1.0mol·L-1的HI溶液和amol·L-1的氨水等體積混合后，溶液呈中性，溶質為NH4I和氨水，根據電荷守恒，c(H+)+c(NH4+)=c(I-)+c(OH-) 因為cH+)= c(OH-)，所以c(NH4+)=c(I-)。答案： c(NH4+)=c(I-)>c(H+)=c(OH-)。