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1mol AX5 ， 放出热量123.8kJ．该反应的热化学方程式为 ．
（2）反应AX3（g）+X2（g）AX5（g）在容积为10L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下列不能说明反应达到平衡状态的是 ．
A．混合气体的平均相对分子质量保持不变
B．混合气体密度保持不变
C．体系中X2的体积分数保持不变
D．每消耗1molAX3同时消耗1molAX5
②计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）=（保留2位有效数字）．
③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 ． 该反应在实验a和实验c中的化学平衡常数的大小关系是KaKc（填“＞、＜或=”），其中Kc=（保留小数点后1位）．

Answer 1

【答案】
（1）AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=﹣123.8kJ?mol﹣1
（2）B,0.00017mol/（L?min）,b＞c＞a,加入催化剂,升温,＞,55.6L/mol
【解析】解：（1）因为AX3的熔点和沸点分别为﹣93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃，则室温时，AX3为液态，AX5为固态，生成1mol AX5，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，

所以答案是：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=﹣123.8kJmol﹣1；
（2）①A．混合气体总质量不变，随反应进行总物质的量增大，平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应到达平衡，故A不符合题意；

B．混合气体总质量不变，容器体积不变，混合气体密度始终保持不变，不能说明到达平衡，故B符合题意；

C．X2的体积分数保持不变，说明到达平衡，故C不符合题意；

D．每消耗1mol AX3的同时消耗1mol AX5，则消耗1mol AX5的同时生成1molAX3，AX3的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故D不符合题意，

所以答案是：B；

②由图可知，实验a在60min时到达平衡，平衡时AX3的α=2（1﹣ ）=2×（1﹣ ）=50%，则参加反应AX3的物质的量为0.2mol×50%=0.1mol，由方程式可知生成AX5的物质的量为0.1mol，故v（AX5）= =0.00017mol/（Lmin ），

所以答案是：0.00017mol/（Lmin ）；

③由于恒温恒容下，压强之比等于气体物质的量之比，故相同时间内压强变化量越大，反应速率越快，由图可知，从开始到平衡时a、b、c压强分别为40kPa、40kPa、35kPa，所用时间分别为60min、40min、45min，每分钟内压强平均变化分别为 Pa、 Pa、 Pa，故反应速率b＞c＞a；

实验a、b相比，起始压强相等，平衡时压强不变，改变条件不影响平衡移动，但b到达平衡的时间较短，反应速率较快，由于反应气体气体的体积减小，b应是使用催化剂；

a、c相比c组的反应速率加快，平衡时c的压强变化相对较小，说明与a相比，平衡逆向移动，说明是温度升高；

正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，而c组的温度高于a组，故平衡常数Ka＞Kc；

c组平衡时，AX3的平衡转化率αc为40%，平衡常数K= = ×V=（ ×10）L/mol=（ ×10）L/mol=55.6L/mol，

所以答案是：b＞c＞a；加入催化剂；升高温度；＞；55.6L/mol．
【考点精析】利用化学平衡的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．