Question

2．为探究外界条件对H₂ （g）+I₂ （g）?2HI （g）△H＞0 反应速率的影响，设计下表所示实验

实验 编号	实验目的	温度/℃	催化剂 质量/g	反应物初始浓度 /10-3mol•L-1
				H2	I2
Ⅰ	为以下实验作参照	457	0	7	9
Ⅱ		420		7	9
Ⅲ	探究催化剂对该反应速率的影响		10	7	9

（1）完成上表中的空格．
（2）实验Ⅰ中，I₂的物质的量浓度（c）随时间（t）的变化如图所示．根据图中数据回答下列问题：
①在0～5min内反应的平均速率ν（I₂）=1×10^-3mol•L^-1•min^-1．
②在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中I₂的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线，并进行必要的标注．
③该同学想用此反应研究压强对化学平衡移动的影响，请问能否达到实验目的？请说明原因．不能（填“能”、不能”），原因是该反应前后气体计量数相等，平衡不受压强的影响．

Answer 1

分析 （1）探究某一探究对反应速率的影响时，除了该条件不同外，其它条件必须完全相同，据此进行解答；
（2）①根据0～5min内碘单质的浓度变化计算平均速率ν（I₂）；
②根据温度、催化剂对反应速率、化学平衡的影响画出实验Ⅱ、Ⅲ中I₂的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线；
③该反应为体积不变的反应，压强不影响化学平衡，所以无法利用此反应研究压强对化学平衡的影响．

解答 解：（1）Ⅰ为参照实验，实验Ⅱ与Ⅰ中只有反应温度不同，实验Ⅱ为探究温度对反应速率的影响，除温度外其他与Ⅰ相同，所以催化剂为0；实验Ⅲ探究催化剂对反应速率的影响，所以实验Ⅲ与实验Ⅰ中除了催化剂不同外，其它条件完全相同，即温度应该为457℃，
故答案为：

实验 编号	实验目的	温度/℃	催化剂 质量/g	反应物初始浓度 /10-3mol•L-1
				H2	I2
Ⅰ
Ⅱ	探究温度对该反应速率的影响		0
Ⅲ		457

（2）①根据图象可知，0-5min内碘单质的浓度变化为：（9-4）×10^-3mol/L=5×10^-3mol/L，
在0～5min内反应的平均速率ν（I₂）=$\frac{5×1{0}^{-3}mol•{L}^{-1}}{5min}$=1×10^-3mol•L^-1•min^-1，
故答案为：1×10^-3mol•L^-1•min^-1；
②实验Ⅱ的温度低于实验Ⅰ，所以反应速率较小，图象中碘单质浓度变小小于反应Ⅰ；该反应为放热反应，反应Ⅱ温度低，达到平衡时反应Ⅱ中碘单质的浓度小于反应Ⅰ；实验Ⅲ中使用了催化剂，与反应Ⅰ、Ⅱ相比，反应速率最快，催化剂不影响平衡，所以达到平衡时，碘单质的浓度与反应Ⅰ的相同，据此画出的图象为，
故答案为：
；
③由于该可逆反应中，反应方程式两边气体的体积不变，所以压强不影响化学平衡，不能利用此反应探究压强对化学平衡的影响，
故答案为：不能；该反应前后气体计量数相等，平衡不受压强的影响．

点评 本题考查了探究温度、催化剂对化学反应速率的影响，题目难度中等，注意明确温度、压强、催化剂等化学反应速率的因素，其中试题（2）②为难点，注意掌握正确的解决方法．