题目内容
【题目】将2molI2(g)和1molH2置于某2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH<0,并达平衡,HI的体积分数φ(HI)随时间变化如下图中曲线(Ⅱ)所示.
(1)达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为 .
(2)若改变反应条件下,在甲条件下ω(HI)的变化如图曲线(I)所示,在乙条件下ω(HI)的变化如图曲线(III)所示。则甲条件可能是 (填入下列条件的序号。下同),乙条件可能是 。
①恒温条件下,扩大反应容器体积
②恒容条件下,降低温度
③恒温条件下,缩小反应容器体积
④恒容条件下,升高温度
⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂
(3)若保持温度不变,在另一相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2和c mol HI(a、b、c 均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.60,则a、b、c的关系是 。
【答案】(1)0.55mol/L;(2)③⑤;①;(3)2a-c=4b
【解析】
试题分析:(1)碘的初始浓度==1.0mol/L,该反应前后气体体积不变,平衡时,HI的体积分数为0.6,则n(HI)=3mol×0.6=1.8mol,c(HI)==0.9mol/L,根据I原子守恒得c(HI)+2c(I2)=1mol/L×2,c(I2)=mol/L=0.55molL-1,故答案为:0.55molL-1;
(2)该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,改变条件时,该反应中HI的体积分数不变,说明改变体积平衡不移动,改变条件时到达平衡的时间缩短,说明加快反应速率,改变的条件可能是增大压强、加入催化剂,故选③⑤;
若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)和c mol HI(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.6,与原来的平衡是等效平衡,恒温恒容,前后气体体积不变化,按化学计量数转化到左边,满足与原来加入的反应物物质的量比例相等即可;
对于反应 I2(g)+H2(g) 2HI(g);
开始(mol): a b c
变化(mol): c c c
平衡(mol):a+c b+c 0
则(a+c ):( b+c)=2:1,所以2a-c=4b,故答案为:2a-c=4b。