Question

【題目】將1molI2(g)和2molH2(g)置于某2L密閉容器中，在一定溫度下發生反應：I2(g)+H2(g)2HI(g) △H＜0，并達平衡，HI的體積分數ω（HI）隨時間變化如圖曲線

(1)達平衡時，I2(g)的物質的量濃度為____________，H2(g)的平衡轉化率為___________，在此溫度下，該反應的平衡常數K=____________（保留一位小數）。

(2)若改變反應條件下，在甲條件下ω（HI）的變化如圖曲線（I）所示，在乙條件下ω（HI）的變化如圖曲線（III）所示。則甲條件可能是_________（填入下列條件的序號，下同），乙條件可能是__________。

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，縮小反應容器體積

④ 恒溫條件下，擴大反應容器體積

⑤ 恒溫恒容條件下，加入適當催化劑

(3)若保持溫度不變，在另一相同的2L密閉容器中加入a mol I2(g)、b mol H2和c mol HI（a、b、c均大于0），發生反應達平衡時，HI的體積分數仍為0.60，則a、b、c的應滿足的關系是___________（用含一個a、b、c的代數式表示）

Answer 1

【答案】0.05mol/L 45% 29.5 ③⑤ ④ 2（a+c/2）=（b+c/2） 或 4a-2b+c=0

【解析】

（1）平衡時HI體積分數為0.6，反應前后氣體總物質的量不變，則平衡時HI為（1mol+2mol）×0.6=1.8mol，根據方程式可知，消耗I2（g）的物質的量為1.8mol×=0.9mol，故平衡時I2（g）的濃度為=0.05mol/L，消耗H2（g）的物質的量為1.8mol×=0.9mol，H2(g)的平衡轉化率為×100%=45%；平衡時c(I2)= 0.05mol/L，c(H2)= =0.55mol/L，c(HI)= = 0.9mol/L，此溫度下，該反應的平衡常數K==29.5，故答案為：0.05mol/L；45%；29.5；

（2）曲線（Ⅰ）與曲線（Ⅱ）相比，到達平衡時間縮短，反應速率加快，平衡時HI體積發生不變，平衡不移動，可能使用催化劑，由于反應前后氣體體積不變，也可能是增大壓強，故選：③⑤；曲線（Ⅲ）與曲線（Ⅱ）相比，到達平衡時更長，反應速率減慢，平衡時HI體積分數不變，平衡不移動，由于反應前后氣體體積不變，應是減小壓強，故選④，故答案為：③⑤；④；

（3）改變物質起始投入量，平衡時HI的體積分數不變，與原平衡為等效平衡，恒溫恒容下，反應前后氣體體積不變，按化學計量數轉化到方程式左邊滿足與原平衡投料比相同，即滿足n（I2）：n（H2）=1：2即可，即（a+c）：（b+c）=1：2，整理可得：4a+c=2b，故答案為：4a+c=2b。