Question

將1 mol I₂(g)和2 mol H₂置于某2 L的密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I₂(g)+H₂(g)=2HI(g);ΔH＜0,并達到平衡。HI的體積分數(shù)φ(HI)隨時間的變化如圖1-2-9曲線(Ⅱ)所示：

圖1-2-9

(1)達到平衡時，I₂(g)的物質(zhì)的量濃度為___________mol·L^-1。

(2)若改變反應(yīng)條件，在甲條件下φ(HI)的變化如圖中曲線(Ⅰ)所示，在乙條件下φ(HI)的變化如圖中曲線(Ⅲ)所示，則甲條件可能是___________，乙條件可能是___________ (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(yīng)容器的體積

④恒溫條件下，擴大反應(yīng)容器的體積

⑤恒溫、恒容條件下，加入適當催化劑

(3)若保持溫度不變，在另一相同的2 L密閉容器中加a mol I₂(g),b mol H₂和c mol HI(a,b,c均大于0)，發(fā)生反應(yīng)達到平衡時，HI的體積分數(shù)仍為0.60,則a,b,c的關(guān)系是___________。

Answer 1

解析:(1)起始時c(I₂)=0.5 mol·L^-1,c(H₂)=1 mol·L^-1,c(HI)=0 mol·L^-1,I₂(g)+H₂(g)=2HI(g)是體積不變的反應(yīng)，由圖像知平衡時c(HI)=1.5 mol·L^-1×0.6=0.9 mol·L^-1

依據(jù)反應(yīng)式有如下關(guān)系：

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

起始  0.5 mol·L^-1  1 mol·L^-1   0 mol·L^-1

平稀  0.05 mol·L^-1 0.55 mol·L^-1 0.9 mol·L^-1

(2)該反應(yīng)是氣體積體不變的反應(yīng)，恒溫條件下，縮小反應(yīng)容器的體積，濃度增大，平衡不移動，反應(yīng)速率加快；恒溫、恒容條件下，加入催化劑平衡不移動，反應(yīng)速率加快，故甲條件可能是③⑤。恒溫條件下，擴大反應(yīng)容器的體積，濃度減小，反應(yīng)速率減慢，故乙條件可能是④。

(3)若保持溫度不變，在2 L密閉容器中加入a mol I₂(g)、b mol H₂和c mol HI，平衡時HI的體積分數(shù)仍為0.60,則現(xiàn)平衡與原平衡等效，對體積不變的可逆反應(yīng)來說，若要與原平衡等效，則只要起始時充入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比與原平衡相同即可。

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

原平衡(始)1 mol      2 mol      0 mol

現(xiàn)平衡(始)a mol      b mol      c mol

等效于 mol   mol 0 mol

故