Question

9．將1mol I₂（g） 和2mol H₂（g）置于2L密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I₂（g）+H₂（g）?2HI（g）；△H＜0，2min時(shí)，測(cè)得I₂的物質(zhì)的量為0.6mol．10min后達(dá)到平衡，HI的體積分?jǐn)?shù)φ（H）隨時(shí)間變化如下圖中曲線II所示．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）前2min內(nèi)，用H₂表示的平均反應(yīng)速率為0.1 mol•L^-1•min^-1．
（2）達(dá)到平衡時(shí)，I₂（g）的物質(zhì)的量濃度為0.05mol•L^-1．
（3）若改變反應(yīng)條件，在某條件下φ（HI）的變化如上圖曲線I所示，則該條件可能是③⑤（填入下列條件的序號(hào)）
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(kuò)大容器的體積
⑤恒溫恒容條件下，加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎��?

Answer 1

分析 （1）根據(jù)2min時(shí)，測(cè)得I₂的物質(zhì)的量為0.6mol結(jié)合V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算碘的反應(yīng)速率，再根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算H₂的平均反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)原子守恒計(jì)算碘的物質(zhì)的量濃度；
（3）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，改變條件時(shí)，該反應(yīng)中HI的體積分?jǐn)?shù)不變，說(shuō)明改變體積平衡不移動(dòng)，改變條件時(shí)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明加快反應(yīng)速率，改變的條件可能是增大壓強(qiáng)、加入催化劑．

解答 解：（1）2min時(shí)，測(cè)得I₂的物質(zhì)的量為0.6mol，則V（I₂）=V（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1-0.6}{2}}{2}$=0.1 mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.1 mol•L^-1•min^-1；
（2）碘的初始濃度=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，該反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡時(shí)，HI的體積分?jǐn)?shù)為0.6，則n（HI）=3mol×0.6=1.8mol，C（HI）=$\frac{1.8mol}{2L}$=0.9mol/L，根據(jù)I原子守恒得C（HI）+2C（I₂）=0.5mol/L×2，C（I₂）=$\frac{1-0.9}{2}$mol/L=0.05mol•L^-1，故答案為：0.05；
（3）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，改變條件時(shí)，該反應(yīng)中HI的體積分?jǐn)?shù)不變，說(shuō)明改變體積平衡不移動(dòng)，改變條件時(shí)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，說(shuō)明加快反應(yīng)速率，改變的條件可能是增大壓強(qiáng)、加入催化劑，故選③⑤．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)速率的計(jì)算以及物質(zhì)的量濃度、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)的影響等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)原子守恒計(jì)算平衡時(shí)碘的濃度，再結(jié)合圖象中反應(yīng)時(shí)間、HI的體積分?jǐn)?shù)確定改變條件，注意：無(wú)論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，溫度都改變化學(xué)平衡移動(dòng)，為易錯(cuò)點(diǎn)；