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
总压强p/100 kPa	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α(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	0.006 5

 

分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)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)（—1）×100%　94.1%

A(g)　　 B(g) ＋　 C(g)

0.10 0 0

0．10×(1－94.1%)　0.10×94.1%　　0.10×94.1%

K＝＝1.5

(3)①0.10×　0.10×（2—）　②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半　0.013

【解析】　(1)要提高A的转化率，实际就是使平衡正向移动，根据方程式的特点正反应为气体物质的量增大的反应，且为吸热反应，可确定采取的措施。

(2)由阿伏加德罗定律推论可知，在恒温、恒容条件下，压强与物质的量成正比，将压强变化转化为物质的量变化，从而解决压强与转化率的关系。

　　　　　　　 A(g)B(g)＋ C(g)

假设起始物质

的量为1 mol　　 1　　　 0　　 0

转化物质的量　　 a　　 a　　 a

反应到某时刻　 1－a　　 a　　 a

所以＝，解得a＝(－1) mol。

α(A)＝(－1)×100%

平衡时A的转化率＝(－1)×100%≈94.1%。

(3)①与(2)思路相似，应用阿伏加德罗定律推论＝，得n总＝0.10×。

由方程式特点，应用差量法可知，反应过程增加的气体的物质的量，恰好等于反应的A的物质的量。

即：0.1－n(A)＝n(总)－0.1

解得n(A)＝0.2－0.1×

②从上表读出4 h时p＝7.31

计算得n(A)＝0.2－0.1×≈0.051

依据此表中相邻两数据的差，即可得出规律。