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

答案　(1)升高温度、降低压强

(2)(－1)×100%　94.1%

　　　　　A(g)　　　　B(g)　　＋　　C(g)

起始浓度

(mol·L－1)  0.10  0  0

平衡浓度

(mol·L－1)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　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＝，故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%＝(－1)×100%，将表中的数据代入公式中可得平衡时A的转化率为(－1)×100%≈94.1%；根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，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×(2－) 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。