Question

【题目】将1molI2(g)和2molH2(g)置于某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】

（1）平衡时HI体积分数为0.6，反应前后气体总物质的量不变，则平衡时HI为（1mol+2mol）×0.6=1.8mol，根据方程式可知，消耗I2（g）的物质的量为1.8mol×=0.9mol，故平衡时I2（g）的浓度为=0.05mol/L，消耗H2（g）的物质的量为1.8mol×=0.9mol，H2(g)的平衡转化率为×100%=45%；平衡时c(I2)= 0.05mol/L，c(H2)= =0.55mol/L，c(HI)= = 0.9mol/L，此温度下，该反应的平衡常数K==29.5，故答案为：0.05mol/L；45%；29.5；

（2）曲线（Ⅰ）与曲线（Ⅱ）相比，到达平衡时间缩短，反应速率加快，平衡时HI体积发生不变，平衡不移动，可能使用催化剂，由于反应前后气体体积不变，也可能是增大压强，故选：③⑤；曲线（Ⅲ）与曲线（Ⅱ）相比，到达平衡时更长，反应速率减慢，平衡时HI体积分数不变，平衡不移动，由于反应前后气体体积不变，应是减小压强，故选④，故答案为：③⑤；④；

（3）改变物质起始投入量，平衡时HI的体积分数不变，与原平衡为等效平衡，恒温恒容下，反应前后气体体积不变，按化学计量数转化到方程式左边满足与原平衡投料比相同，即满足n（I2）：n（H2）=1：2即可，即（a+c）：（b+c）=1：2，整理可得：4a+c=2b，故答案为：4a+c=2b。