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 ℃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AX3g)+X2g===AX5g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3X2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。

列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率vAX5)=__________

图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率vAX5)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

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ac的平衡转化率:αa________αc________

【答案】1AX3l)+X2g===AX5sΔH=-123.8 kJ/mol

21.7×104mol·L1·min1

②bca 加入催化剂;依据是反应速率加快,但平衡状态没有改变

③α21),50%40%

【解析】试题分析:(1)因为AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃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:AX3l+X2g=AX5s);△H=-123.8kJ/mol-1

2起始时AX3X2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 (mol0.20 0.20 0

平衡 (mol0.20-x 0.20-x x

0.20-x+0.20-x+x=0.30解得x=0.10

vAX5=1.7×104mol·L1·min1

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:bca;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;

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 (mol0.20 0.20 0

平衡 (mol0.20-x 0.20-x x

0.20-x+0.20-x+x=nx=0.40-n=0.4-0.4p/p0

α=(0.4-0.4p/p0)/0.2=2(1-p/p0)

αa2(1-p/p0)=2(1-120/160)×100%=50%

αc2(1-p/p0)=21-140/175×100%=40%

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