Question

【題目】化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。回答下列問(wèn)題：

（1） 已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)____________。

（2） 反應(yīng)AX3(g)＋X2(g) ===AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)AX3和X2均為0.2 mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。

① 列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)＝__________。

② 圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序?yàn)?/span> (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))；與實(shí)驗(yàn)a相比，實(shí)驗(yàn)b改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是 。

③ 用p0表示開(kāi)始時(shí)總壓強(qiáng)，p表示平衡時(shí)總壓強(qiáng)，α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達(dá)式為_(kāi)_________；實(shí)驗(yàn)a和c的平衡轉(zhuǎn)化率：αa為_(kāi)_______，αc為_(kāi)_______。

Answer 1

【答案】（1）AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)ΔH＝－123.8kJ/mol

（2）①＝1.7×10－4mol·L－1·min－1

②bca加入催化劑；依據(jù)是反應(yīng)速率加快，但平衡狀態(tài)沒(méi)有改變

③α＝2(1－)，50%，40%

【解析】

試題分析：（1）因?yàn)锳X3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6℃和76℃，AX5的熔點(diǎn)為167℃，室溫時(shí)，AX3為液態(tài)，AX5為固態(tài)，生成1molAX5，放出熱量123.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程為：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）；△H=-123.8kJ/mol-1，

（2） ①起始時(shí)AX3和X2均為0.2mol，即no=0.4mol，總壓強(qiáng)為160KPa，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為120KPa，設(shè)平衡時(shí)總物質(zhì)的量為n，根據(jù)壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比有：120/160=n/0.4, n=0.3 mol；

AX3(g)＋X2(g)===AX5(g)

初始 （mol） 0.20 0.20 0

平衡 （mol） 0.20-x 0.20-x x

（0.20-x）+（0.20-x）+x=0.30解得x=0.10

v（AX5）=＝1.7×10－4mol·L－1·min－1

②根據(jù)到a、b、c達(dá)平衡用時(shí)的多少可以比較出反應(yīng)速率的大小為：b＞c＞a；與實(shí)驗(yàn)a相比，b實(shí)驗(yàn)到達(dá)平衡的時(shí)間變小，但平衡沒(méi)有發(fā)生移動(dòng)，所以為使用催化劑；c實(shí)驗(yàn)到達(dá)平衡時(shí)總壓強(qiáng)變大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，而化學(xué)反應(yīng)速率變大，考慮到該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。所以是升高溫度所導(dǎo)致的；

③用p0表示開(kāi)始時(shí)總壓強(qiáng)，p表示平衡時(shí)總壓強(qiáng)，α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率，根據(jù)壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比有：p/p0=0.4/n,n=0.4p/p0

AX3(g)＋X2(g)===AX5(g)

初始 （mol）0.20 0.20 0

平衡 （mol）0.20-x 0.20-x x

（0.20-x）+（0.20-x）+x=n得x=0.40-n=0.4-0.4p/p0

α=(0.4-0.4p/p0)/0.2=2(1-p/p0)

αa為2(1-p/p0)=2(1-120/160)×100%=50%

αc為2(1-p/p0)=2（1-140/175）×100%=40%