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的物质的量分数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）现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g） 已知c（SO₂）始=0.4mol/L，c（O₂）始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：达平衡状态时，SO₂的转化率=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

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）利用化学平衡三段式解答．

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）设氧气消耗量为x；
            2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g），
起始（mol/L） 0.4      1          0
转化（molL/） 2x       x          2x
平衡（mol/L） 0.4-2x   1-x        2x
K=

(2x)2

(0.4-2x)2×(1-x)

=19
x=0.16mol/L；
二氧化硫的转化率=

2×0.16mol/L

0.4mol/L

×100%=80%
故答案为：达平衡状态时，SO₂的转化率为80%．

点评：本题考查了化学平衡的相关计算和化学平衡的影响因素，题目难度不大，注意平衡常数的定义和应用．