Question

在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A（g），在一定温度进行如下反应：A（g） B（g）＋C（g）　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1

反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：

时间t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
	4.91	5.58	6.32	7.31	8.54	9.50	9.52	9.53	9.53

 

回答下列问题：

（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________。

（2）由总压强p和起始压强P0计算反应物A的转化率a（A）的表达式为________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K________。

（3）①由总压强p和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n（总）和反应物A的物质的量n（A），n（总）＝________mol，n（A）＝________mol。

②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。

反应时间t/h	0	4	8	16
c（A）/（mol·L－1）	0.10	a	0.026	0.0065

 

分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（t）的规律，得出的结论是________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c（A）为________mol·L－1。

 

Answer 1

（1）升高温度、降低压强

（2）×100%　94.1%

A（g）　　　B（g）　　＋　　C（g）

起始浓度/mol·L－1 0.10 0 0

转化浓度/mol·L－1 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%

平衡浓度/mol·L－1 0.10×（1－94.1%） 0.10×94.1% 0.10×94.1%

K＝≈1.5 mol·L－1

（3）①0.10×　0.10×　②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c（A）减少约一半　0.013

【解析】通过分析表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。

（1）要提高A的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B、C或扩大容器的体积（降低压强）或升高温度。

（2）相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x，则有＝，x＝mol，而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量，故A的转化率为×100%＝（）×100%，将表中的数据代入公式中可得平衡时A的转化率为×100%≈94.1%；根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中用的都是浓度，即可求得平衡常数。

（3）结合（2）的解析可知n（A）＝0.10 mol－（－0.10）mol＝0.10×mol；根据表中的数据，可知a＝0.10×（2－）mol·L－1≈0.051 mol·L－1，通过表中的数据可知，在达到平衡前每间隔4 h，A的浓度减少约一半，故反应在12 h时，A的浓度为0.5×0.026 mol·L－1＝0.013 mol·L－1。

点拨：知识：外界条件对平衡移动的影响、转化率与压强的关系。能力：考查考生分析数据、加工利用数据的能力以及归纳总结能力。试题难度：较大。