题目内容
【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0.2 mol。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 列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=__________。
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,实验b改变的实验条件及判断依据是 。
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__________;实验a和c的平衡转化率:αa为________,αc为________。
【答案】(1)AX3(l)+X2(g)===AX5(s)ΔH=-123.8kJ/mol
(2)①=1.7×10-4mol·L-1·min-1
②bca加入催化剂;依据是反应速率加快,但平衡状态没有改变
③α=2(1-),50%,40%
【解析】
试题分析:(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=-123.8kJ/mol-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:120/160=n/0.4, n=0.3 mol;
AX3(g)+X2(g)===AX5(g)
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解得x=0.10
v(AX5)==1.7×10-4mol·L-1·min-1
②根据到a、b、c达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为:b>c>a;与实验a相比,b实验到达平衡的时间变小,但平衡没有发生移动,所以为使用催化剂;c实验到达平衡时总压强变大,说明平衡逆向移动,而化学反应速率变大,考虑到该反应是放热反应。所以是升高温度所导致的;
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,根据压强之比就等于物质的量之比有:p/p0=0.4/n,n=0.4p/p0
AX3(g)+X2(g)===AX5(g)
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得x=0.40-n=0.4-0.4p/p0
α=(0.4-0.4p/p0)/0.2=2(1-p/p0)
αa为2(1-p/p0)=2(1-120/160)×100%=50%
αc为2(1-p/p0)=2(1-140/175)×100%=40%