Question

在某一容积为2 L的密闭容器内，加入0.8 mol H₂和0.6 mol I₂，在一定条件下发生反应：H₂(g)+I₂(g)⇌2HI(g) ΔH<0。反应中各物质的物质的量随时间变化情况如图：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为______，若升高温度，化学平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 

(2)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)=_____mol·L^-1·min^-1，转化率α(H₂)=_____。

(3)HI的体积分数φ(HI)随时间变化如图中曲线Ⅱ所示。若改变反应条件，在甲条件下φ(HI)的变化如图中曲线Ⅰ所示，在乙条件下φ(HI)的变化如图中曲线Ⅲ所示。则甲条件可能是_____(填入下列条件的序号，下同)，乙条件可能是______。

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

Answer

K= 减小 0.167 62.5% ③⑤ ④

【解析】

本题考查化学平衡已到的影响因素及计算，图像分析注意拐点，先拐先平，说明其反应速率快，热化学中影响反应速率的因素有：浓度、温度、压强、催化剂依次分析。图像中HI的体积分数φ(HI)最终值一样，说明没有发生平衡的移动，只是速率的影响。

(1)H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH<0，应的平衡常数K=，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，

故答案为：K=；减小；

(2)根据图中数据，由图象可知达到平衡时生成0.5mol/L的HI，反应开始至达到平衡时需要时间3min，平均速率v(HI)=0.5mol/L 3min=0.167mol/(L⋅min)，由图象可知达到平衡时生成0.5molHI，则消耗0.25molH2，H2(g)的转化率为0.25mol 0.4mol×100%=62.5%，

故答案为：0.167；62.5%；

(3)曲线(Ⅰ)与曲线(Ⅱ)相比，到达平衡时间缩短，反应速率加快，平衡时HI体积发生不变，平衡不移动，可能使用催化剂，由于反应前后气体体积不变，也可能是增大压强，故选：③⑤；曲线(Ⅲ)与曲线(Ⅱ)相比，到达平衡时更长，反应速率减慢，平衡时HI体积发生不变，平衡不移动，由于反应前后气体体积不变，应是减小压强，故选④，

故答案为：③⑤；④；