Question

【題目】化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5。回答下列問題：

(1)已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點為167 ℃。室溫時AX3與氣體X2反應生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為__________________________。

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

①實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)=________(保留兩位有效數字)。

②圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為___________ (填實驗序號)；與實驗a相比，其他兩組改變的實驗條件及判斷依據是：

b____________________、c____________________。

③用p0表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX3的平衡轉化率，則α的表達式為__________________。

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，反應速率加快，但平衡沒有改變溫度升高，反應速率加快，但平衡向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變，但起始總壓強增大)2(1-)

【解析】

(1) 因為AX3的熔點和沸點分別為-93.6℃和76℃，AX5的熔點為167℃，室溫時，AX3為液態，AX5為固態，生成1molAX5，放出熱量123.8kJ，該反應的熱化學方程為：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AX3和X2均為0.2mol，即no=0.4mol，總壓強為160KPa，平衡時總壓強為120KPa，設平衡時總物質的量為n，根據壓強之比就等于物質的量之比有 n=0.30mol。根據反應進行如下計算： 設生成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，所以實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率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根據到abc達平衡用時的多少可以比較出反應速率的大小為：b＞c＞a；對于曲線b，加入催化劑，反應速率加快，但平衡沒有改變，壓強保持不變；對于曲線c，溫度升高，反應速率加快，但平衡向逆反應方向移動，壓強增大(或反應容器的容積和起始物質的量未改變，但起始總壓強增大) ；綜上所述，本題答案是：bca；加入催化劑，反應速率加快，但平衡沒有改變 ；度升高，反應速率加快，但平衡向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變，但起始總壓強增大) 。

③用p0表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX3的平衡轉化率，根據壓強之比等于物質的量之比有: p0/p=0.4/n， n=0.4×p/p0 ,據反應進行如下計算：

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-)。