Question

【题目】化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：

(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为__________________________。

(2)反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=________(保留两位有效数字)。

②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为___________ (填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：

b____________________、c____________________。

③用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为__________________。

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加入催化剂，反应速率加快，但平衡没有改变温度升高，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)2(1-)

【解析】

(1) 因为AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃，室温时，AX3为液态，AX5为固态，生成1molAX5，放出热量123.8kJ，该反应的热化学方程为：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=-123.8kJmol-1，因此，本题正确答案是：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=-123.8kJmol-1；

(2) ①起始时AX3和X2均为0.2mol，即no=0.4mol，总压强为160KPa，平衡时总压强为120KPa，设平衡时总物质的量为n，根据压强之比就等于物质的量之比有 n=0.30mol。根据反应进行如下计算： 设生成AX5的量为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，则x=0.10，所以实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=0.10/(10×60)=0.00017 mol·L-1·min-1)综上所述，本题答案是：0.00017(或1.7×10-4 mol·L-1·min-1)。

②根据到abc达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为：b＞c＞a；对于曲线b，加入催化剂，反应速率加快，但平衡没有改变，压强保持不变；对于曲线c，温度升高，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，压强增大(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大) ；综上所述，本题答案是：bca；加入催化剂，反应速率加快，但平衡没有改变 ；度升高，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大) 。

③用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，根据压强之比等于物质的量之比有: p0/p=0.4/n， n=0.4×p/p0 ,据反应进行如下计算：

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-)；综上所述，本题答案是：2(1-)。