Question

将1 mol I₂（g） 和2 mol 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                  。

Answer

（1）0.05 mol/L；

（2）③⑤；④；

（3）4a+c=2b

【解析】

试题分析：（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）=0.5n（HI）=0.5×1.8=0.9mol，剩余的n（H2）=1-0.9=0.1mol，所以平衡时c（H2）==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（缩小反应容器体积）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（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；

I2（g） + H2（g） 2HI（g）；

开始（mol）：a b c

变化（mol）：0.5c 0.5c c

平衡（mol）：a+0.5c b+0.5c 0

则（a+0.5c ）：（ b+0.5c）=1：2，所以4a+c=2b，故答案为：4a+c=2b。

考点：考查了外界条件对化学平衡的影响，等效平衡的相关知识。