Question

【题目】将1molI2和2molH2(g)置于某2L密闭容器中，在—定温度下发生反应：I2(g)+H2(g)2HI(g) △H<0，并达平衡，HI的体积分数ω(HI)随时间变化如图曲线

(1)达平衡时，I2(g)的物质的量浓度为 _______。H2(g)的平衡转化率为___________。

在此温度下，该反应的平衡常数K__________(保留一位小数）。

(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恒容条件下，升高温度

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恒温条件下，扩大反应容器体积

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的应满足的关系是_______________ (用含一个a、b、c的代数式表示)

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】试题分析：本题考查化学平衡和化学平衡常数的计算，图像分析以及等效平衡。

（1）设起始到平衡时转化H2物质的量为x，用三段式

I2(g)+H2(g)2HI(g)

n（起始）（mol） 1 2 0

n（转化）（mol） x x 2x

n（平衡）（mol） 1-x 2-x 2x

由图知平衡时ω（HI）=0.60，则=0.60，解得x=0.9mol，达平衡时I2（g）的物质的量浓度为（1-0.9）mol2L=0.05mol/L。H2的平衡转化率为0.9mol2mol=0.45。此温度下的平衡常数K=c2(HI)/[c(H2)·c(I2)=0.92/(0.050.55)=29.5。

（2）由图可见，曲线（I）先于曲线（III）出现拐点，甲的反应速率快，甲的条件比乙高；曲线（I）、曲线（III）平衡时ω（HI）相等，说明改变条件平衡不发生移动，该反应反应前后气体分子数相等，所以改变的条件可能是改变压强或使用催化剂；结合上述分析，甲条件可能是③恒温条件下，缩小反应容器体积和⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂，乙条件可能是④恒温条件下，扩大反应容器体积。

（3）达平衡时HI的体积分数仍为0.60，与原平衡时HI的体积分数相同，则两种条件下互为等效平衡；本题的特点是恒温恒容下反应前后气体分子数相等的反应，起始各物质的量一边倒转化后应成比例， =，即2 (a+c/2)=(b+c/2) 或4a-2b+c=0。