(10分)在某2 L的密闭容器中加入0.1 mol碘单质和足量钨(W),在943 K时,发生反应W(s)+I2(g)WI2(g),当I2的转化率为20%时,达化学平衡状态。
(1)反应从开始至平衡状态过程中用时20 s,其平均反应速率v(WI2)为________。
(2)943 K时,该反应的平衡常数K=________。
(3)若起始时,加入的碘为0.2 mol(其他条件不变)达平衡时容器中气体的体积比
V(I2)∶V(WI2)=________。
(4)在上述(1)平衡状态下,同时增加I2(g)和WI2(g)各0.02 mol(其他条件不变),化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断的依据是______________________。
(1)5×10-4mol·L-1·s-1 (2)0.25 (3)4∶1 (4)逆反应 Qc=0.4>K=0.25
(1)I2的物质的量的变化="0.1" mol×20%=0.02mol;则根据化学反应速率=浓度的变化量除以时间可得V(I2)=5×10-4mol·L-1·s-1 ,再根据同一化学反应方程式中,速率之比等于化学计量数之比,所以,v(WI2)5×10-4mol·L-1·s-1 ,
(2)平衡常数=平衡后,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,在这个表达式中,固体、纯液体的浓度是一个常数,不列入平衡常数表达式中,所以,可计算求得该反应的平衡常数K=0.25
(3)反应W(s)+I2(g)WI2(g)为等体积反应,若起始时,加入的碘为0.2 mol,则该平衡不移动,所以,平衡时容器中气体的体积比V(I2)∶V(WI2)为原体系下的体积比,在相同条件下,体积之比等于物质的量之比,即可求得V(I2)∶V(WI2)=4∶1
(4)判断化学平衡的移动方向可根据浓度商Qc与K的大小分析;若Qc大于K,则向逆反应方向移动;若Qc等于K,则平衡不移动;若Qc小于K,则平衡向正反应方向移动。