Question

將1mol I₂（g） 和2mol H₂置于2L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；△H＜0，并達平衡．HI的體積分數(shù)w（HI）隨時間變化如圖曲線（Ⅱ）所示：
（1）達平衡時，I₂（g）的物質(zhì)的量濃度為

0.05mol/L

．
（2）若改變反應(yīng)條件，在甲條件下w（HI）的變化如曲線（Ⅰ） 所示，在乙條件下w（HI）的變化如曲線（Ⅲ） 所示．則甲條件可能是

③⑤

，則乙條件可能是

④

．（填入下列條件的序號）
①恒容條件下，升高溫度；
②恒容條件下，降低溫度；
③恒溫條件下，縮小反應(yīng)容器體積；
④恒溫條件下，擴大反應(yīng)容器體積；
⑤恒溫恒容條件下，加入適當催化劑．
（3）若保持溫度不變，在另一個相同的2L密閉容器中加入a mol I₂（g）、b mol H₂（g）和c mol HI（a、b、c均大于0），發(fā)生反應(yīng)，達平衡時，HI的體積分數(shù)仍為0.6，則a、b、c的關(guān)系是

4a+c=2b

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)碘化氫的體積發(fā)生計算平衡時碘化氫的物質(zhì)的量，再根據(jù)碘化氫和碘之間的關(guān)系式計算剩余的碘，c（I₂）=

n(I2)(剩余)

V

；
（2）反應(yīng)時間縮短，碘化氫的含量不變，說明該條件只改變反應(yīng)速率不影響平衡，壓強和催化劑對該反應(yīng)平衡無影響；
（3）運用等效平衡判斷，恒溫恒容，前后氣體體積不變化，按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足與原來加入的反應(yīng)物物質(zhì)的量比例相等即可．

解答：解：（1）該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的化學反應(yīng)，所以反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量是3mol，同一容器中各種氣體的體積分數(shù)等其物質(zhì)的量分數(shù)，所以平衡時碘化氫的物質(zhì)的量=3mol×0.6=1.8mol，則參加反應(yīng)的n（I₂）=

1

2

n（HI），剩余的n（I₂）=1mol-1.8mol×

1

2

=0.1mol，所以平衡時c（I₂）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，
故答案為：0.05mol/L；
（2）在甲條件下w（HI）的變化如曲線（Ⅰ） 所示，反應(yīng)時間縮短，碘化氫的含量不變，說明該條件只增大了反應(yīng)速率不影響平衡，增大壓強和加入催化劑對該反應(yīng)平衡無影響，但都增大反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間；在乙條件下w（HI）的變化如曲線（Ⅲ） 所示，反應(yīng)時間變長，碘化氫的含量不變，說明反應(yīng)速率減小，平衡不移動，所以是減小壓強，即擴大容器體積，故答案為：③⑤；④；
（3）若保持溫度不變，在另一個相同的2L密閉容器中加入a mol I₂（g）、b mol H₂（g）和c mol HI（a、b、c均大于0），發(fā)生反應(yīng)，達平衡時，HI的體積分數(shù)仍為0.6，與原來的平衡是等效平衡，恒溫恒容，前后氣體體積不變化，按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足與原來加入的反應(yīng)物物質(zhì)的量比例相等即可；
  對于反應(yīng)     I₂（g）+H₂（g）   2HI（g）；
開始（mol）：a        b                c
變化（mol）：

1

2

c     

1

2

c               c
平衡（mol）：a+

1

2

c     b+

1

2

c             0
則（a+

1

2

c ）：（ b+

1

2

c）=1：2，
所以4a+c=2b，
故答案為：4a+c=2b．

點評：本題考查外界條件對化學平衡的影響，等效平衡等知識點，注意碘和氫氣的反應(yīng)特點及等效平衡的應(yīng)用．