Question

【題目】將1molI2(g)和2molH2(g)置于某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，并在10min時達到平衡。HI的體積分數(shù)（HI）隨時間變化如圖所示曲線（Ⅱ）。

（1）在此條件下，下列能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是___________（填序號）。

A．混合氣體密度不再變化

B．反應混合物中H2的濃度不變

C．混合氣體的顏色不再變化

D．每消耗1molH2同時消耗1molI2

（2）在達平衡過程中用HI(g)表示的反應速率為___________；I2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為_______________。

（3）在此溫度下，該反應的平衡常數(shù)K=_______（保留一位小數(shù)），若保持溫度、體積不變，向已平衡的體系中再充入I2(g)和HI(g)各1mol，此時平衡___________（填“向左移動”“向右移動”或“不移動”）。

（4）若改變反應條件，在某條件下（HI）的變化如曲線（Ⅰ）所示，則該條件可能是____________（填序號）。

①恒容條件下，降低溫度

②恒溫條件下，縮小反應容器體積

③恒溫條件下，擴大反應容器體積

④恒溫、恒容條件下，加入適當催化劑

（5）若保持溫度不變，在另一相同的2L密閉容器中加入amolI2(g)、 bmolH2(g)和cmolHI(g)（a、b、c均大于0），發(fā)生反應達平衡時，HI體積分數(shù)仍為0.60，則a、b、c的關系為__________________（用一個含a、b、c的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 B C 0.09 mol·L－1·min－1 90% K= 29.5 向右移動 ②④ 2（a+c/2）= （b+c/2）（其它合理答案也對）

【解析】(1)A．混合氣體的質(zhì)量和體積均不變，則混合氣體密度始終不變，無法判斷是否是平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．反應混合物中H2的濃度不變，量一定，是平衡狀態(tài)，故B正確；C．混合氣體的顏色不再變化，說明I2的濃度一定，是平衡狀態(tài)，故C正確；D．每消耗1molH2同時消耗1molI2，均為正反應速率，無法判斷是否是平衡狀態(tài)，故D錯誤；答案為BC；

(2) I2(g)+H2(g) 2HI(g)

起始物質(zhì)的量(mol) 1 2 0

變化物質(zhì)的量(mol) n n 2n

平衡物質(zhì)的量(mol) 1 -n 2 -n 2n

(HI)= ×100%=60%，解得：n=0.9mol，在達平衡過程中用HI(g)表示的反應速率為=0.09 mol·L－1·min－1 ；I2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=90%；

(3)在此溫度下，該反應的平衡常數(shù)K===29.5，Qc====6.48＜29.5，則此時平衡向右移動；

(4)在甲條件下 (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②④；

(5)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(zhuǎn)化到左邊，滿足與原來加入的反應物物質(zhì)的量比例相等即可；
對于反應 I2(g)+H2(g) 2HI(g)；
開始(mol)：a b c
變化(mol)： c c c

平衡(mol)：a+c b+c 0
則(a+c )：( b+c)=1∶2，所以4a+c=2b。