解题思路:(1)根据碘化氢的体积发生计算平衡时碘化氢的物质的量,再根据碘化氢和碘之间的关系式计算剩余的碘,c(I2)=
n(
I
2
)
(剩余)
V
;
(2)反应时间缩短,碘化氢的含量不变,说明该条件只改变反应速率不影响平衡,压强和催化剂对该反应平衡无影响;
(3)运用等效平衡判断,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.
(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)=[1/2]n(HI),剩余的n(I2)=1mol-1.8mol×[1/2]=0.1mol,所以平衡时c(I2)=[0.1mol/2L]=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,即扩大容器体积,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;
对于反应 I2(g)+H2(g)
2HI(g);
开始(mol):a b c
变化(mol):[1/2]c [1/2]c c
平衡(mol):a+[1/2]c b+[1/2]c 0
则(a+[1/2]c ):( b+[1/2]c)=1:2,
所以4a+c=2b,
故答案为:4a+c=2b.
点评:
本题考点: 产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线;化学平衡建立的过程;化学平衡的影响因素.
考点点评: 本题考查外界条件对化学平衡的影响,等效平衡等知识点,注意碘和氢气的反应特点及等效平衡的应用.