Question

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，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______________；实验a和c的平衡转化率：α_a为________，α_c为________。

Answer 1

(1)AX₃(l)＋X₂(g)===AX₅(s)　ΔH＝－123.8 kJ/mol　(2)①＝1.7×10^－4 mol·L^－1·min^－1

解：开始时n₀＝0.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则n为＝，

n＝0.40 mol×＝0.30 mol，

　　　　AX₃(g)＋X₂(g) AX₅(g)

起始时n₀/mol：0.20　　0.20　　　0

平衡时n/mol：0.20－x　0.20－x　x

(0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30

x＝0.10

v(AX₅)＝＝1.7×10^－4 mol·L^－1·min^－1

②bca　加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变　温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(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)　③α＝2(1－)　50%　40%

[解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下AX₃呈液态，AX₅呈固态。(2)②由图像知，达到平衡所需时间：a＞c＞b，所以反应速率v(AX₅)由大到小的顺序为b＞c＞a；与实验a相比，实验b先达到平衡，化学反应速率快，但平衡点没有变化，说明实验b加入了催化剂；反应为放热反应，与实验a相比，实验c平衡向逆反应方向移动，且反应速率加快，说明实验c改变的条件是升高温度。

 　　　　　　AX₃(g)　　＋　　X₂(g)AX₅(g)

起始量(mol)  0.2  0.2  0

变化量(mol)  x  x  x

平衡量(mol)  0.2－x  0.2－x  x

则有＝，解得x＝，则AX₃的转化率为＝2(1－)；分别将实验a、c的p、p₀的数据代入上式，得a_a、a_c分别为50%、40%。