Question

(15分)
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lmol AX₅，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                     。
（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)?u>       (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))；與實(shí)驗(yàn)a相比，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是：b                   、
c                                                                         。
③用p₀表示開始時(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
                    ；實(shí)驗(yàn)a和c的平衡轉(zhuǎn)化率：α_a為      、α_c為            。

Answer 1

⑴AX₃(l)＋X₂(g) = AX₅(s)   ΔH=－123.8KJ·mol^－1(2分)
⑵①(3 分)
②bca(2分) b、加人催化劑。反應(yīng)速率加快，但平衡點(diǎn)沒有改變(2分)
c、 溫度升高。反應(yīng)速率加快，但平衡點(diǎn)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強(qiáng)增大)(2分)
③α＝2(1－) (2分)    50%(1分)  40% (1分)

試題分析：⑴據(jù)題意，先寫出反應(yīng)方程式并標(biāo)出各物質(zhì)的狀態(tài)AX₃(l)＋X₂(g) = AX₅(s)，然后確定其反應(yīng)熱ΔH=－123.8KJ·mol^－1，綜上便可寫出完整的熱化學(xué)方程式。
⑵①
解：開始時(shí)n_o =" 0.4" mol，總壓強(qiáng)為160 kPa，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為120 kPa，
則n為：
AX₃(g) ＋ X₂(g)     AX₅(g)
起始時(shí)n_o/mol：  0.20        0.20           0
平衡時(shí)n/mol:： 0.20 －x    0.20 －x         x
(0.20-x)＋(0.20-x)＋x = 0.30
x = 0.10
 
②從圖中觀察平衡的時(shí)間(t_b＜t_c＜t_a)，判斷反應(yīng)速率的快慢為b＞c＞a；
b組的反應(yīng)速率加快，但平衡點(diǎn)沒有改變說明是加人了催化劑；
c組的反應(yīng)速率加快，但平衡點(diǎn)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強(qiáng)增大)說明是溫度升高。
③用三段式分析：
AX₃(g)  ＋    X₂(g)     AX₅(g)
起始時(shí)n_o/mol：  0.20             0.20          0
變化量n/mol:：   0.20α        0.20α            0.20α
平衡時(shí)n/mol:： 0.20 －0.20α    0.20 －0.20α     0.20α
據(jù)題意有，化簡得α＝2(1－)；
將圖中p₀、p的數(shù)據(jù)代入上述計(jì)算式得α_a＝2(1－)＝2(1－)＝50%；
α_c＝2(1－)＝2(1－)＝40%。