Question

16．Ⅱ將1mol I₂（g）和2mol H₂置于2L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應：I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；△H＜0，并達平衡．HI的體積分數(shù)w（HI）隨時間變化如圖曲線（Ⅱ）所示：
（1）若5分鐘該達平衡，則用H₂表示的反應速率為0.09mol•L^-1min^-1．
（2）若改變反應條件，在甲條件下w（HI）的變化如曲線（Ⅰ） 所示，則甲條件可能是③⑤．（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．
（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(fā)生反應，達平衡時，HI的體積分數(shù)仍為0.6，則a、b、c的關系是4a+c=2b．

Answer 1

分析 （1）根據碘化氫的體積分數(shù)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氫氣的反應速率；
（2）反應時間發(fā)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(shù)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(shù)等其物質的量分數(shù)，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，
用H₂表示的反應速率為$\frac{\frac{0.9mol}{2L}}{5min}$=0.09 mol•L^-1min^-1，
故答案為：0.09 mol•L^-1min^-1；
（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；
故答案為：③⑤；
（4）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(fā)生反應，達平衡時，HI的體積分數(shù)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(shù)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，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意碘和氫氣的反應特點及等效平衡的應用．