Question

将1molI₂(g)和2molH₂(g)置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I₂(g)+H₂(g) 2HI(g)  △H＜0，并在10min时达到平衡。HI的体积分数（HI）随时间变化如图所示曲线（Ⅱ）。

（1）在此条件下，下列能说明该反应达到平衡状态的是___________（填序号）。

A．混合气体密度不再变化

B．反应混合物中H₂的浓度不变

C．混合气体的颜色不再变化

D．每消耗1molH₂同时消耗1molI₂

（2）在达平衡过程中用HI(g)表示的反应速率为___________；I₂(g)的平衡转化率为_______________。

（3）在此温度下，该反应的平衡常数K=_______（保留一位小数），若保持温度、体积不变，向已平衡的体系中再充入I₂(g)和HI(g)各1mol，此时平衡___________（填“向左移动”“向右移动”或“不移动”）。

（4）若改变反应条件，在某条件下（HI）的变化如曲线（Ⅰ）所示，则该条件可能是____________（填序号）。

①恒容条件下，降低温度

②恒温条件下，缩小反应容器体积

③恒温条件下，扩大反应容器体积

④恒温、恒容条件下，加入适当催化剂

（5）若保持温度不变，在另一相同的2L密闭容器中加入amolI₂(g)、 bmolH₂(g)和cmolHI(g)（a、b、c均大于0），发生反应达平衡时，HI体积分数仍为0.60，则a、b、c的关系为__________________（用一个含a、b、c的代数式表示）。

Answer

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

【解析】(1)A．混合气体的质量和体积均不变，则混合气体密度始终不变，无法判断是否是平衡状态，故A错误；B．反应混合物中H2的浓度不变，量一定，是平衡状态，故B正确；C．混合气体的颜色不再变化，说明I2的浓度一定，是平衡状态，故C正确；D．每消耗1molH2同时消耗1molI2，均为正反应速率，无法判断是否是平衡状态，故D错误；答案为BC；

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

起始物质的量(mol) 1 2 0

变化物质的量(mol) n n 2n

平衡物质的量(mol) 1 -n 2 -n 2n

(HI)= ×100%=60%，解得：n=0.9mol，在达平衡过程中用HI(g)表示的反应速率为=0.09 mol·L－1·min－1 ；I2(g)的平衡转化率为×100%=90%；

(3)在此温度下，该反应的平衡常数K===29.5，Qc====6.48＜29.5，则此时平衡向右移动；

(4)在甲条件下 (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；故答案为②④；

(5)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；
对于反应  I2(g)+H2(g)  2HI(g)；
开始(mol)：a      b       c
变化(mol)： c c c

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