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Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120X(HI)10.910.85
题目详情
Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
(1)716K时,可以表示可逆反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)达到平衡的标志是___.
A.碘化氢的生成速率和分解速率相等
B.单位时间内,1molH-H键生成,同时有2molH-I断开.
C.恒容的容器中,气体密度保持不变
D.恒容的容器中,压强保持不变
E.c(H2)和c(I2)的浓度相等
F.容器内气体的平均分子量保持不变
G.容器内气体颜色保持不变
(2)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:___.(用表中具体数值代入,不计算结果)
(3)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中
k正、k逆为速率常数,则k逆为___(以K和k正表示).若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=___min-1.
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 |
A.碘化氢的生成速率和分解速率相等
B.单位时间内,1molH-H键生成,同时有2molH-I断开.
C.恒容的容器中,气体密度保持不变
D.恒容的容器中,压强保持不变
E.c(H2)和c(I2)的浓度相等
F.容器内气体的平均分子量保持不变
G.容器内气体颜色保持不变
(2)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:___.(用表中具体数值代入,不计算结果)
(3)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中
k正、k逆为速率常数,则k逆为___(以K和k正表示).若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=___min-1.
▼优质解答
答案和解析
(1)A.碘化氢的生成速率和分解速率相等,说明该反应达到平衡状态,故正确;
B.无论反应是否达到平衡状态,都存在单位时间内1molH-H键生成同时有2molH-I断开,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
C.恒容的容器中,无论反应是否达到平衡状态,气体密度始终不变,所以不能据此判断平衡状态,
故错误;
D.反应前后气体计量数之和不变,所以恒容的容器中,压强始终保持不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
E.无论反应是否达到平衡状态,c(H2)和c(I2)的浓度始终相等,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
F.反应前后气体的计量数之和不变,气体质量不变,所以气体的平均摩尔质量始终不变,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
G.容器内气体颜色保持不变,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故正确;
故选AG;
(2)根据表中数据知,反应达到平衡状态时,HI的物质的量分数是0.784,碘和氢气的物质的量分数相等为0.108,其化学平衡常数K=
=
,
故答案为:
;
(3)该反应达到平衡状态时正逆反应速率相等,v正=k正x2(HI)=v逆=k逆x(H2)x(I2),则k逆=k正.
=
,若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=0.0027min-1×0.852=1.95×10-3min-1,故答案为:
;1.95×10-3.
B.无论反应是否达到平衡状态,都存在单位时间内1molH-H键生成同时有2molH-I断开,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
C.恒容的容器中,无论反应是否达到平衡状态,气体密度始终不变,所以不能据此判断平衡状态,
故错误;
D.反应前后气体计量数之和不变,所以恒容的容器中,压强始终保持不变,不能据此判断平衡状态,故错误;
E.无论反应是否达到平衡状态,c(H2)和c(I2)的浓度始终相等,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
F.反应前后气体的计量数之和不变,气体质量不变,所以气体的平均摩尔质量始终不变,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
G.容器内气体颜色保持不变,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故正确;
故选AG;
(2)根据表中数据知,反应达到平衡状态时,HI的物质的量分数是0.784,碘和氢气的物质的量分数相等为0.108,其化学平衡常数K=
c(H2).c(I2) |
c2(HI) |
0.1082 |
0.7842 |
故答案为:
0.1082 |
0.7842 |
(3)该反应达到平衡状态时正逆反应速率相等,v正=k正x2(HI)=v逆=k逆x(H2)x(I2),则k逆=k正.
x(HI)2 |
x(H2).x(I2) |
k正 |
K |
k正 |
K |
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