Bodensteins研究反应H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0 ,温度为T时,在两个体积均为1L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w (HI)与反应时间t的关系如下表:
容器编号 | 起始物质 | t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
Ⅰ | 0.5mol I2、0.5mol H2 | w(HI)/% | 0 | 50 | 68 | 76 | 80 | 80 |
Ⅱ | x mol HI | w(HI)/% | 100 | 91 | 84 | 81 | 80 | 80 |
研究发现上述反应中:v正=ka•w(H2)•w(I2),v逆=kb•w2(HI),其中ka、kb为常数。下列说法不正确的是( )
A.温度为T时,该反应=64
B.容器I中在前20 min的平均速率v(HI)=0.025 mol•L-1•min-1
C.若起始时,向容器I中加入物质的量均为0.1 mol的H2、I2、HI,反应逆向进行
D.无论x为何值,两容器中达平衡时w(HI)%均相同
C
【详解】
A. H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)
起始量(mol/L) 0.5 0.5 0
变化量(mol/L) n n 2n
平衡量(mol/L) 0.5-n 0.5-n 2n
w(HI)/%=×100%=80%,n=0.4 mol/L,平衡常数 K==64。反应达到平衡状态时正逆反应速率相等,ka•w(H2)•w(I2)=v正=v逆=kb•w2(HI),则==K=64,故A正确;
B.前20 min,H2(g) + I2(g)⇌2HI(g)
起始量(mol/L) 0.5 0.5 0
变化量(mol/L) m m 2m
平衡量(mol/L) 0.5-m 0.5-m 2m
w(HI)%=×100%=50%,m=0.25mol/L,容器I中前20 min的平均速率,v(HI)==0.025mol•L-1•min-1,故B正确;
C.若起始时,向容器I中加入物质的量均为0.l mol的H2、I2、HI,此时浓度商Qc==1<K=64,反应正向进行,故C错误;
D.H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)反应前后气体的物质的量不变,改变压强,平衡不移动,因此无论x为何值,Ⅰ和Ⅱ均等效,两容器达平衡时w(HI)%均相同,故D正确;
答案选C。
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一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2),下列说法正确的是
反应时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
0 | 0.10 | 0.060 |
t1 | 0.012 | |
t2 | 0.016 |
A.反应在0~t1min内的平均速率为v(SO3)=mol/(L·min)
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.10molSO3和0.010molO2,达到平衡时,n(SO2)=0.012mol
C.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(SO2)=0.0070mol·L-1,则反应的ΔH>0
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.012molSO2、0.010molO2和0.088molSO3,则反应达到平衡前:v(逆)>v(正)
在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是
容器编号 | 容器类型 | 初始体积 | 起始物质的量/mol | 平衡时SO3物质的量/mol | ||
SO2 | O2 | SO3 | ||||
I | 恒温恒容 | 1.0 L | 2 | 1 | 0 | 1.6 |
II | 绝热恒容 | 1.0 L | 2 | 1 | 0 | a |
III | 恒温恒压 | 0.5 L | 0 | 0 | 1 | b |
A.a<1.6
B.b>0.8
C.平衡时v正(SO2):v(I)<v(II)
D.若起始时向容器I中充入1.0 molSO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0molSO3(g),则反应将向正反应方向进行