Question

将1mol I₂（g） 和2mol H₂置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：
I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；△H＜0，并达平衡．HI的体积分数w（HI）随时间变化如图曲线（Ⅱ）所示：
（1）达平衡时，H₂ （g）的物质的量浓度为

 

．
（2）若改变反应条件，在甲条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅰ） 所示，在乙条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅲ） 所示．则甲条件可能是

 

，则乙条件可能是

 

．
（填入下列条件的序号）
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．
⑥向容器中再充入1mol I₂（g） 和2mol H₂
（3）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，则a、b、c的关系是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据碘化氢的体积分数计算平衡时碘化氢的物质的量，再根据碘化氢和氢气之间的关系式计算剩余的氢气；
（2）反应时间发生变化，但碘化氢的含量不变，说明该条件只改变反应速率不影响平衡，压强和催化剂对该反应平衡无影响；
（3）运用等效平衡判断，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．

解答： 解：（1）该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，所以反应后混合气体的物质的量是3mol，同一容器中各种气体的体积分数等其物质的量分数，所以平衡时碘化氢的物质的量=3mol×0.6=1.8mol，则参加反应的n（H₂）=0.5n（HI）=0.5×1.8=0.9mol，剩余的n（H₂）=2-0.9=1.1mol，所以平衡时c（H₂）=

1.1

2

=0.55mol/L，
故答案为：0.55mol/L；
（2）在甲条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅰ） 所示，反应时间缩短，碘化氢的含量不变，说明该条件只增大了反应速率不影响平衡，增大压强（缩小反应容器体积）和加入催化剂对该反应平衡无影响，但都增大反应速率，缩短反应时间；
在乙条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅲ） 所示，反应时间变长，碘化氢的含量不变，说明反应速率减小，平衡不移动，所以是减小压强（扩大容器体积），
故答案为：③⑤；④；
（3）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；
             I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；
开始（mol）：a         b         c
变化（mol）：0.5c      0.5c       c
平衡（mol）：a+0.5c   b+0.5c      0
则（a+0.5c ）：（ b+0.5c）=1：2，
所以4a+c=2b，
故答案为：4a+c=2b．

点评：本题考查外界条件对化学平衡的影响，等效平衡等知识点，注意碘和氢气的反应特点及等效平衡的应用．