Question

【題目】將1 mol I2(g)和2 mol H2置于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w(HI)隨時間變化如圖曲線(Ⅱ)所示：

（1）達平衡時，I2(g)的物質的量濃度為____________________。

（2）若改變反應條件，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____________，則乙條件可能是_____________ 。（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），發生反應，達平衡時，HI的體積分數仍為0.6，則a、b、c的關系是____________。

Answer 1

【答案】 0.05mol·L－1 ③⑤ ④ (a＋c/2)/(b＋c/2)=1/2

【解析】試題分析：（1）該反應是一個反應前后氣體體積不變的化學反應，所以反應后混合氣體的物質的量是3mol，同一容器中各種氣體的體積分數等其物質的量分數，所以平衡時碘化氫的物質的量=3mol×0.6=1.8mol，則參加反應的n（I2）=0.5n（HI）=0.5×1.8=0.9mol，剩余的n（H2）=1-0.9=0.1mol，所以平衡時c（H2）==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，反應時間縮短，碘化氫的含量不變，說明該條件只增大了反應速率不影響平衡，增大壓強（縮小反應容器體積）和加入催化劑對該反應平衡無影響，但都增大反應速率，縮短反應時間；在乙條件下w（HI）的變化如曲線（Ⅲ） 所示，反應時間變長，碘化氫的含量不變，說明反應速率減小，平衡不移動，所以是減小壓強（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），發生反應，達平衡時，HI的體積分數仍為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，按化學計量數轉化到左邊，滿足與原來加入的反應物物質的量比例相等即可；

I2（g） + H2（g）2HI（g）；

開始（mol）：a b c

變化（mol）：0.5c 0.5c c

平衡（mol）：a+0.5c b+0.5c 0

則（a+0.5c ）：（ b+0.5c）=1：2，所以4a+c=2b，故答案為：4a+c=2b。