Question

（1）已知反应的，、分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_____kJ。

（2）对于一般的化学反应aA+bB→P，反应物浓度和反应速率之间存在以下关系： v（单位mol·L^-1·min^-1）＝k×c(A)^x ×c(B)^y，k称为速率常数，x称为反应物A的级数，y称为反应物B的级数，x+y称为反应的总级数。

① 对于反应H₂(g)＋I₂(g)→2HI(g)，速率表达式：v＝k×c(H₂)×c(I₂)，则反应总级数为________级。

② H₂O₂分解成水和氧气的反应是一级反应，反应速率常数k为0.0410 min^-1，则过氧化氢分解一半的时间是__________min。（结果保留3位有效数字）（已知：一级反应物质浓度c=c₀e^-kt，c₀为初始浓度，ln2=0.693）

（3）将等物质的量的I₂和H₂置于预先抽真空的特制1L密闭容器中，加热到1500 K，起始总压强为416kPa；体系达平衡，总压强为456kPa。体系中存在如下反应关系：

①I₂(g)⇌2I(g)                K_p1 = 200   ΔH₁

②I₂(g)+ H₂(g)⇌2HI(g)       K_p2 ΔH₂

③HI(g)⇌I(g)+ H(g)        K_p3 ΔH₃

④H₂(g)⇌2H(g)              K_p4 ΔH₄

（已知K_p3、 K_p4值很小，③、④反应忽略；K_p为以分压表示的平衡常数，以下计算结果均保留2位有效数字）

①ΔH₂=_____________。（用含ΔH₁、ΔH₃、ΔH₄的式子表示）

②1500K平衡体系中I(g)、H₂(g)分压分别为______kPa、_______kPa、K_p2=______。

Answer

299 二 16.9 ΔH1+ΔH4-2ΔH3 80 72 32

【解析】

(1)利用反应吸收的总能量与释放的总能量的差值等于焓变进行计算；

(2)①根据速率常数表达式得出x，y的值，总级数等于x+y；

②根据所给公式和题中已知条件，结合自然对数的表示方法进行计算时间t；

(3)①利用盖斯定律计算ΔH2；

②列三段式，利用平衡时的压强表示化学平衡常数，计算出各物质的分压和Kp2。

(1)焓变等于反应吸收的总能量与释放的总能量的差，设1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，则：2xkJ−436kJ−151kJ=11kJ，解得x=299；

(2)①根据题意速率常数表达式中各物理量符号的含义，反应H2(g)＋I2(g)→2HI(g)，速率表达式：v＝k×c(H2)×c(I2)，则x=1，y=1，该总级数=x+y=2；

②根据题意，过氧化氢分解一半，则分解一半时的浓度c=c0。则；已知c=c0e-kt，则= e-kt，等式两边取自然对数，ln= ln e-kt=- kt，ln2=kt，k=0.0410 min-1，ln2=0.693，故t==16.9min；

(3)①已知：①I2(g)⇌2I(g)ΔH1，②I2(g)+ H2(g)⇌2HI(g)ΔH2，③HI(g)⇌I(g)+ H(g)ΔH3，④H2(g)⇌2H(g)ΔH4；根据盖斯定律可知，反应：②=①+2×③+④，可得ΔH2=ΔH1+ΔH4-2ΔH3；

②将等物质的量的I2和H2置于密闭容器中，起始总压强为416kPa，故I2和H2的起始分压分别为208 kPa，由体系达平衡，总压强为456kPa，则密闭容器中气体体积增大，已知Kp3、 Kp4值很小，则容器中有两步反应发生，即①I2(g)⇌2I(g)Kp1 = 200，②I2(g)+ H2(g)⇌2HI(g)，利用三段式，设I2和H2的转化分压分别为x，

设I2(g)的转化分压为y，则列“三段式”：

已知Kp1 = 200 体系达平衡，总压强为456kPa，反应①的压强表示的平衡常数Kp1 ==200，208-x+2x +2y+208-x-y=456，解得y=40，x=136，1500K平衡体系中I（g）、H2（g）分压分别为2y=80kPa，208-x=72kPa，Kp2= =32。