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，I₂（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．
（3）在甲条件下，达平衡时，氢气的转化率是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据碘化氢的体积发生计算平衡时碘化氢的物质的量，再根据碘化氢和碘之间的关系式计算剩余的碘，c（I₂）=

n(I2)(剩余)

V

；
（2）反应时间缩短，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）在甲条件下，达平衡时，HI的体积分数w（HI）=0.6，利用化学平衡三段式根据转化率定义解答．

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（I₂）=

1

2

n（HI），剩余的n（I₂）=1mol-1.8mol×

1

2

=0.1mol，所以平衡时c（I₂）=

0.1mol

2L

=0.05mol/L，
故答案为：0.05mol/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，即扩大容器体积，
故答案为：③⑤；④；
（3）在甲条件下，达平衡时，HI的体积分数w（HI）=0.6，则c（HI）=0.15mol/L×0.6=0.9mol/L，
              I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）
起始（mol/L） 0.5     1         0
转化（mol/L） 0.45    0.45     0.9
平衡（mol/L） 0.05    0.55     0.9
达平衡时，氢气的转化率是

0.45mol/L

1mol/L

×100%=45%，
故答案为：45%．

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．