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

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)若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)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0.6,则a、b、c的关系是______.
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twrwlh 幼苗

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解题思路:(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)运用等效平衡判断,恒温恒容,前后气体体积不变化,按化学计量数转化到左边,满足与原来加入的反应物物质的量比例相等即可.

(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)若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)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0.6,与原来的平衡是等效平衡,恒温恒容,前后气体体积不变化,按化学计量数转化到左边,满足与原来加入的反应物物质的量比例相等即可;
对于反应 I2(g)+H2(g) 2HI(g);
开始(mol):a b c
变化(mol):[1/2]c [1/2]c c
平衡(mol):a+[1/2]c b+[1/2]c 0
则(a+[1/2]c ):( b+[1/2]c)=1:2,
所以4a+c=2b,
故答案为:4a+c=2b.

点评:
本题考点: 产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线;化学平衡建立的过程;化学平衡的影响因素.

考点点评: 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.

1年前

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