Question

將1mol I₂（g） 和2mol 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，H₂ （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．
⑥向容器中再充入1mol I₂（g） 和2mol H₂
（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

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,產物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據碘化氫的體積分數計算平衡時碘化氫的物質的量，再根據碘化氫和氫氣之間的關系式計算剩余的氫氣；
（2）反應時間發生變化，但碘化氫的含量不變，說明該條件只改變反應速率不影響平衡，壓強和催化劑對該反應平衡無影響；
（3）運用等效平衡判斷，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．

解答： 解：（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（H₂）=0.5n（HI）=0.5×1.8=0.9mol，剩余的n（H₂）=2-0.9=1.1mol，所以平衡時c（H₂）=

1.1

2

=0.55mol/L，
故答案為：0.55mol/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．

點評：本題考查外界條件對化學平衡的影響，等效平衡等知識點，注意碘和氫氣的反應特點及等效平衡的應用．