Question

在某溫度下，將H₂和I₂各0.10mol的氣態混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得C（H₂）=0.0080mol/L．
（1）求該反應的平衡常數．
（2）在上述溫度下，該容器中若通入H₂和I₂蒸汽各0.20mol，試求達到平衡狀態時，各物質的濃度．

Answer 1

分析：依據化學平衡三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數概念計算得到平衡常數的數值；
達到平衡時，測得c（H₂）=0.0080mol/L，則
                                H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始時各物質的濃度（mol?L^-1）　　0.010　　 0.010　　　 0
各物質的濃度變化量（mol?L^-1）　　0.0020　　0.0020　　　0.0040
平衡時各物質的濃度（mol?L^-1）　　0.0080　　0.0080　　　0.0040
（1）利用平衡的濃度計算K，K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）設轉化的氫氣為x，利用三段法得出各物質的平衡濃度，平衡常數與（1）相同，以此來計算．

解答：解：達到平衡時，測得c（H₂）=0.0080mol/L，則
                              H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始時各物質的濃度（mol?L^-1）　　0.010　　 0.010　　　 0
各物質的濃度變化量（mol?L^-1）　　0.0020　　0.0020　　　0.0040
平衡時各物質的濃度（mol?L^-1）　　0.0080　　0.0080　　　0.0040
（1）平衡時c（H₂）=c（I₂）=0.0080mol/L，c（HI）=0.0040mol/L，
則K=

(0.0040)2

0.0080×0.0080

=0.25，
答：該反應的平衡常數為0.25；
（2）此溫度下，起始量分別是c（H₂）=0.02mol/L、c（I₂）=0.02mol/L，
                       則     H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）
起始時各物質的濃度（mol?L^-1）　0.02　　 0.02　　　　　0
各物質的濃度變化量（mol?L^-1）　　x　　　 x　　　　　 2x
平衡時各物質的濃度（mol?L^-1）　0.02-x　　0.02-x　　　 2x
K=

(2x)2

(0.02-x)×(0.02-x)

=0.25，
解得：x=0.004 mol/L，
所以平衡時c（HI）=0.008mol?L^-1，c（H₂）=0.016mol/L；C（I₂）=0.016mol/L；
答：化學平衡時HI（g）的平衡濃度為0.008mol/L．I₂，H₂平衡濃度都為0.016mol/L；

點評：本題考查化學平衡的計算，明確化學平衡的三段法計算格式及平衡常數的計算方法是解答本題的關鍵，注意利用平衡濃度計算平衡常數，題目難度中等．