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：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，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件是：b_________________、c____________________________________。

（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_________________；實(shí)驗(yàn)a和c的平衡轉(zhuǎn)化率：αa為___________、αc為_______________。

Answer 1

【答案】 bca 加入催化劑 溫度升高 α＝2(1－) 50% 40%

【解析】

（1）根據(jù)v=c÷t概念公式計(jì)算出反應(yīng)速率；

（2）根據(jù)到達(dá)平衡用時(shí)的多少可以比較出反應(yīng)速率的大小；根據(jù)圖象中的曲線的變化趨勢(shì)判斷出改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)；

（3）對(duì)于氣體來(lái)講，壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)化學(xué)平衡三段式，進(jìn)而求得轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式及具體的值。

(1)設(shè)反應(yīng)生成xmol AX5，由題意建立如下三段式：

AX3(g)＋X2(g)AX5(g)

初始(mol) 0.20 0.20 0

變化(mol) x x x

平衡(mol) 0.20x 0.20x x

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

由圖可知，實(shí)驗(yàn)a反應(yīng)起始總壓強(qiáng)為160KPa，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為120KPa，由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比可得==，解得x=0.10，則a從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX3)==1.7×10—4mol/(L·min)，故答案為：1.7×10—4mol/(L·min)；

(2)由題給圖像abc達(dá)平衡用時(shí)的多少可以比較出反應(yīng)速率由大到小的次序?yàn)椋?/span>b＞c＞a；與該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)，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)，則改變的條件為使用催化劑；c實(shí)驗(yàn)到達(dá)平衡時(shí)總壓強(qiáng)變大，由反應(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(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則改變的條件為升高溫度，故答案為：b＞c＞a；加入催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡點(diǎn)沒(méi)有改變；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；

（3）若用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，由題意建立如下三段式：

AX3(g)＋X2(g)AX5(g)

初始(mol) 0.20 0.20 0

變化(mol) 0.20α 0.20α 0.20α

平衡(mol) 0.200.20α 0.200.20α 0.20α

由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比可得=，解得α＝2(1－)；由圖可知，實(shí)驗(yàn)a反應(yīng)起始總壓強(qiáng)為160KPa，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為120KPa，則α＝2×(1－)=0.5；由圖可知，實(shí)驗(yàn)c反應(yīng)起始總壓強(qiáng)為175KPa，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為140KPa，則α＝2×(1－)=0.4，故答案為：α＝2(1－)；50%；40%。