Question

16．Ⅱ?qū)?mol I₂（g）和2mol H₂置于2L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；△H＜0，并達(dá)平衡．HI的體積分?jǐn)?shù)w（HI）隨時(shí)間變化如圖曲線（Ⅱ）所示：
（1）若5分鐘該達(dá)平衡，則用H₂表示的反應(yīng)速率為0.09mol•L^-1min^-1．
（2）若改變反應(yīng)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(hào)）
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(yīng)容器體積；
④恒溫條件下，擴(kuò)大反應(yīng)容器體積；
⑤恒溫恒容條件下，加入適當(dāng)催化劑．
（3）若保持溫度不變，在另一個(gè)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(yīng)，達(dá)平衡時(shí)，HI的體積分?jǐn)?shù)仍為0.6，則a、b、c的關(guān)系是4a+c=2b．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碘化氫的體積分?jǐn)?shù)計(jì)算平衡時(shí)碘化氫的物質(zhì)的量，再根據(jù)碘化氫和氫氣之間的關(guān)系式計(jì)算氫氣的反應(yīng)速率；
（2）反應(yīng)時(shí)間發(fā)生變化，但碘化氫的含量不變，說(shuō)明該條件只改變反應(yīng)速率不影響平衡，壓強(qiáng)和催化劑對(duì)該反應(yīng)平衡無(wú)影響；
（3）運(yùn)用等效平衡判斷，恒溫恒容，前后氣體體積不變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足與原來(lái)加入的反應(yīng)物物質(zhì)的量比例相等即可．

解答 解：（1）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的化學(xué)反應(yīng)，所以反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量是3mol，同一容器中各種氣體的體積分?jǐn)?shù)等其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，所以平衡時(shí)碘化氫的物質(zhì)的量=3mol×0.6=1.8mol，則參加反應(yīng)的n（H₂）=0.5n（HI）=0.5×1.8=0.9mol，
用H₂表示的反應(yīng)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(yīng)時(shí)間縮短，碘化氫的含量不變，說(shuō)明該條件只增大了反應(yīng)速率不影響平衡，增大壓強(qiáng)（縮小反應(yīng)容器體積）和加入催化劑對(duì)該反應(yīng)平衡無(wú)影響，但都增大反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間；
故答案為：③⑤；
（4）若保持溫度不變，在另一個(gè)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(yīng)，達(dá)平衡時(shí)，HI的體積分?jǐn)?shù)仍為0.6，與原來(lái)的平衡是等效平衡，恒溫恒容，前后氣體體積不變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足與原來(lái)加入的反應(yīng)物物質(zhì)的量比例相等即可；
             I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；
開(kāi)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(diǎn)評(píng) 本題考查外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，等效平衡等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意碘和氫氣的反應(yīng)特點(diǎn)及等效平衡的應(yīng)用．