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【題目】【2014全國大綱卷】化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5;卮鹣铝袉栴}:

(1)已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6 76 ,AX5的熔點為167 。室溫時AX3與氣體X2反應生成lmol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為 。

(2)反應AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3X2均為0.2 mol。反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。

列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率 v(AX5) 。

圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為 (填實驗序號);與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件及判斷依據是:b c 。

用p0表示開始時總壓強,p表示平衡時總壓強,α表示AX3的平衡轉化率,則α的表達式為 ;實驗ac的平衡轉化率:αa 、αc 。

【答案】

(1)AX3(l)+X2(g) = AX5(s) ΔH=123.8KJ·mol-1

(2)

bca(2)

b、加人催化劑。反應速率加快,但平衡點沒有改變 (2)

c、 溫度升高。反應速率加快,但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變,但起始總壓強增大)(2分)

α=2(1-) (2分) 50% (1) 40% (1分)

【解析】書寫熱化學方程式要分兩步(第一步確定反應方程式并標出各物質的狀態(tài),第二步計算反應熱,有的還應用蓋斯定律);化學平衡圖像分析時一定要從圖中分析起點、轉折點、終點等有用的數(shù)據,化學平衡的計算常用三段式進行分析、計算。

(1)據題意,先寫出反應方程式并標出各物質的狀態(tài)AX3(l)+X2(g) = AX5(s),然后確定其反應熱ΔH=-123.8KJ·mol-1,綜上便可寫出完整的熱化學方程式。

(2)解:開始時no = 0.4 mol,總壓強為160 kPa,平衡時總壓強為120 kPa,

n為:

AX3(g) X2(g) AX5(g)

起始時no/mol: 0.20 0.20 0

平衡時n/mol:: 0.20 -x 0.20 -x x

(0.20-x)+(0.20-x)+x = 0.30

x = 0.10

從圖中觀察平衡的時間(tb<tc<ta),判斷反應速率的快慢為b>c>a

b組的反應速率加快,但平衡點沒有改變說明是加人了催化劑;

c組的反應速率加快,但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變,但起始總壓強增大)說明是溫度升高。

用三段式分析:

AX3(g) X2(g) AX5(g)

起始時no/mol: 0.20 0.20 0

變化量n/mol:: 0.20α 0.20α 0.20α

平衡時n/mol:: 0.20 -0.20α 0.20 -0.20α 0.20α

據題意有,化簡得α=2(1-);

將圖中p0、p的數(shù)據代入上述計算式得αa=2(1-)2(1-)50%;

αc2(1-)2(1-)40%。

練習冊系列答案
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請回答(不考慮溫度對ΔH的影響):

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2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有。

A.使用催化劑Cat.1

B.使用催化劑Cat.2

C.降低反應溫度

D.投料比不變,增加反應物的濃度

E.增大CO2H2的初始投料比

3)表中實驗數(shù)據表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是。

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CO2g+4H2gCH4g+2H2Og

已知H2的體積分數(shù)隨溫度升高而增加。

若溫度從300升至400,重新達到平衡,判斷下列表格中各物理量的變化。(選填增大、減小不變

v

v

平衡常數(shù)K

轉化率α

2)相同溫度時,上述反應在不同起始濃度下分別達到平衡,各物質的平衡濃度如下表:

[CO2]/mol·L-1

[H2]/mol·L-1

[CH4]/mol·L-1

[H2O]/mol·L-1

平衡

a

b

c

d

平衡

m

n

x

y

a、b、c、dm、n、x、y之間的關系式為_________。

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