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__________________________。

(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0.2mol。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。

①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)=________(保留兩位有效數(shù)字)。

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)條件及判斷依據(jù)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__________________。

Answer 1

【答案】AX3(l)+X2(g)AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol0. 00017(或1.7×10-4 mol·L-1·min-1)bca加入催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡沒(méi)有改變溫度升高，反應(yīng)速率加快，但平衡向逆反應(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(1-)

【解析】

(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=-123.8kJmol-1，因此，本題正確答案是：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=-123.8kJmol-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 n=0.30mol。根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行如下計(jì)算： 設(shè)生成AX5的量為x，

AX3（l） + X2（g）= AX5（s）

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，則x=0.10，所以實(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)=0.10/(10×60)=0.00017 mol·L-1·min-1)綜上所述，本題答案是：0.00017(或1.7×10-4 mol·L-1·min-1)。

②根據(jù)到abc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；對(duì)于曲線b，加入催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡沒(méi)有改變，壓強(qiáng)保持不變；對(duì)于曲線c，溫度升高，反應(yīng)速率加快，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，壓強(qiáng)增大(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) ；綜上所述，本題答案是：bca；加入催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡沒(méi)有改變 ；度升高，反應(yīng)速率加快，但平衡向逆反應(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)之比等于物質(zhì)的量之比有: p0/p=0.4/n， n=0.4×p/p0 ,據(jù)反應(yīng)進(jìn)行如下計(jì)算：

AX3（l） + X2（g）= AX5（s）

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，x=0.4-n=0.4-0.4×p/p0 = 2(1-)；綜上所述，本題答案是：2(1-)。