Question

【題目】將1molI2和2molH2(g)置于某2L密閉容器中，在—定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I2(g)+H2(g)2HI(g) △H<0，并達(dá)平衡，HI的體積分?jǐn)?shù)ω(HI)隨時(shí)間變化如圖曲線

(1)達(dá)平衡時(shí)，I2(g)的物質(zhì)的量濃度為 _______。H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為___________。

在此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________(保留一位小數(shù)）。

(2)若改變反應(yīng)條件下，在甲條件下ω(HI)的變化如圖曲線(I)所示，在乙條件下ω(HI)的變化如圖曲線(III)所示。則甲條件可能是______（填入下列條件的序號(hào)。下同），乙條件可能是________。

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(yīng)容器體積

④恒溫條件下，擴(kuò)大反應(yīng)容器體積

⑤恒溫恒容條件下，加入適當(dāng)催化劑

(3)若保持溫度不變，在另一相同的2L密閉容器中加入a mol I2(g)、b mol H2和c mol HI（a、b、 c均大于0），發(fā)生反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)，HI的體積分?jǐn)?shù)仍為0.60，則a、b、c的應(yīng)滿足的關(guān)系是_______________ (用含一個(gè)a、b、c的代數(shù)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】試題分析：本題考查化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，圖像分析以及等效平衡。

（1）設(shè)起始到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化H2物質(zhì)的量為x，用三段式

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

n（起始）（mol） 1 2 0

n（轉(zhuǎn)化）（mol） x x 2x

n（平衡）（mol） 1-x 2-x 2x

由圖知平衡時(shí)ω（HI）=0.60，則=0.60，解得x=0.9mol，達(dá)平衡時(shí)I2（g）的物質(zhì)的量濃度為（1-0.9）mol2L=0.05mol/L。H2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.9mol2mol=0.45。此溫度下的平衡常數(shù)K=c2(HI)/[c(H2)·c(I2)=0.92/(0.050.55)=29.5。

（2）由圖可見，曲線（I）先于曲線（III）出現(xiàn)拐點(diǎn)，甲的反應(yīng)速率快，甲的條件比乙高；曲線（I）、曲線（III）平衡時(shí)ω（HI）相等，說(shuō)明改變條件平衡不發(fā)生移動(dòng)，該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，所以改變的條件可能是改變壓強(qiáng)或使用催化劑；結(jié)合上述分析，甲條件可能是③恒溫條件下，縮小反應(yīng)容器體積和⑤恒溫恒容條件下，加入適當(dāng)催化劑，乙條件可能是④恒溫條件下，擴(kuò)大反應(yīng)容器體積。

（3）達(dá)平衡時(shí)HI的體積分?jǐn)?shù)仍為0.60，與原平衡時(shí)HI的體積分?jǐn)?shù)相同，則兩種條件下互為等效平衡；本題的特點(diǎn)是恒溫恒容下反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，起始各物質(zhì)的量一邊倒轉(zhuǎn)化后應(yīng)成比例， =，即2 (a+c/2)=(b+c/2) 或4a-2b+c=0。