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，反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10L的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)AX3和X2均為0.2mol，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。回答下列問題：

(1)計(jì)算實(shí)驗(yàn)a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)?/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的平衡轉(zhuǎn)化率：αa為________。

Answer 1

【答案】1.7×10—4mol/(L·min) bca 加入催化劑 升高溫度 50%

【解析】

（1）根據(jù)壓強(qiáng)之比是物質(zhì)的量之比結(jié)合v＝△c/△t計(jì)算；

（2）計(jì)算平衡時(shí)的反應(yīng)速率，然后比較反應(yīng)速率大��；根據(jù)圖像曲線變化特點(diǎn)結(jié)合外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響分析解答；

（3）根據(jù)三段式計(jì)算。

（1）起始時(shí)AX3和X2均為0.2mol，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：120kPa/160kPa=n/0.4mol，解得n=0.30mol，則

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

起始量（mol） 0.2 0.2 0

轉(zhuǎn)化量（mol） x x x

平衡量（mol） 0.2-x 0.2-x x

則(0.20-x)+(0.20-x)+x＝0.30

解得x＝0.10

所以v(AX5)＝0.10mol/(10L×60min)＝1.7×10—4mol/(L·min)；

（2）由以上分析可知到達(dá)平衡時(shí)生成AX5的量為0.10mol。實(shí)驗(yàn)b從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)所用時(shí)間為40 min，其反應(yīng)速率v(AX5)＝0.10mol/(10L×40min)＝2.5×10－4mol/(L·min)；同理可算出，實(shí)驗(yàn)c達(dá)到平衡時(shí)，v(AX5)＝1.8×10－4mol/(L·min)，故速率v(AX5)由大到小的順序是bca；與實(shí)驗(yàn)a相比較，實(shí)驗(yàn)b達(dá)到平衡的時(shí)間短，但平衡點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)a相同，改變條件應(yīng)為加入催化劑，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率加快；實(shí)驗(yàn)c與實(shí)驗(yàn)a比較，起始時(shí)容器的體積和氣體的物質(zhì)的量均相同，但壓強(qiáng)增大，改變條件應(yīng)為升高溫度使氣體膨脹所致。

（3） AX3(g) + X2(g)AX5(g)

起始量（mol） 0.2 0.2 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 0.2α 0.2α 0.2α

平衡量（mol） (0.2－0.2α) (0.2－0.2α) 0.2α

則有0.4/(0.4－0.2α)＝p0/p，解得α＝。實(shí)驗(yàn)a平衡時(shí)p0、p分別是160、120，則平衡轉(zhuǎn)化率αa＝50%。