Question

化合物AX₃和單質(zhì)X₂在一定條件下反應可生成化合物AX₅．回答下列問題；
（1）已知AX₃的熔點和沸點分別為-93.6℃和76℃，AX₅的熔點為167℃，室溫時，AX₃與氣體X₂反應生成1mol AX₅，放出熱量123.8kJ．該反應的熱化學方程是為

 

．
（2）反應AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）在容積為10L的密閉容器中進行．起始時AX₃和X₂均為0.2mol．反應在不同條件下進行，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示．
①列式計算實驗a反應開始至達到平衡時的反應速率v（AX₅）=

 

．
②圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v（AX₅）由大到小的次序為

 

（填實驗序號）；與實驗a相比，其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是：b

 

，c

 

．
③用p₀表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX₃的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達式為

 

；實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率：α_a為

 

、α_c為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,熱化學方程式,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)熔沸點判斷出常溫下各物質(zhì)狀態(tài)，根據(jù)生成物與放出熱量的關(guān)系，計算出反應熱，再據(jù)此寫出熱化學方程式；
（2）①根據(jù)v=

△c

△t

計算出反應速率；
②根據(jù)到達平衡用時的多少可以比較出反應速率的大小；再根據(jù)圖象中的曲線的變化趨勢判斷出條件的改變；
③對于氣體來講，壓強之比就等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)三段式，進而求得轉(zhuǎn)化率的表達式及具體的值；

解答： 解：（1）因為AX₃的熔點和沸點分別為-93.6℃和76℃，AX₅的熔點為167℃，室溫時，AX₃為液態(tài)，AX₅為固態(tài)，生成1mol AX₅，放出熱量123.8kJ，該反應的熱化學方程為：AX₃（g）+X₂（g）=AX₅（s）△H=-123.8kJ?mol^-1，
故答案為：AX₃（l）+X₂（g）=AX₅（s）△H=-123.8kJ?mol^-1；
（2）①起始時AX₃和X₂均為0.2mol，即n_o=0.4mol，總壓強為160KPa，平衡時總壓強為120KPa，設平衡時總物質(zhì)的量為n，根據(jù)壓強之比就等于物質(zhì)的量之比有：

120KPa

160KPa

=

n

0.4mol

，n=0.30mol，
                  AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
 初始 （mol）      0.20     0.20         0      
 平衡 （mol）     0.20-x   0.20-x        x     
     （0.20-x）+（0.20-x）+x=0.30
      x=0.10
v（ AX₅）=

0.10mol

10L×60min

=1.7×10^-4mol/（L?min），
故答案為：

0.10mol

10L×60min

=1.7×10^-4mol?L^-1?min^-1
②根據(jù)到abc達平衡用時的多少可以比較出反應速率的大小為：b＞c＞a；
與實驗a相比，b實驗到達平衡的時間變小，但平衡沒有發(fā)生移動，所以為使用催化劑；c實驗到達平衡時總壓強變大，說明平衡逆向移動，而化學反應速率變大，考慮到該反應是放熱反應，所以是升高溫度所導致的，
故答案為：bca；加入催化劑．反應速率加快，但平衡點沒有改變；溫度升高．反應速率加快，但平衡點向逆反應方向移動（或反應容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強增大）；
③用p₀表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX₃的平衡轉(zhuǎn)化率，根據(jù)壓強之比就等于物質(zhì)的量之比有：

po

p

=

0.4

n

，n=

0.4p

po

，
                 AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）
 初始 （mol）      0.20     0.20        0      
 平衡 （mol）     0.20-x   0.20-x       x     
     （0.20-x）+（0.20-x）+x=n
      x=0.40-n=0.4-

0.4p

po

α=

0.4- 0.4p po

0.2

=2（1-

p

p0

）
∴α_a=2（1-

p

p0

）=2（1-

120

160

）×100%=50%
α_c=2（1-

140

175

）×100%=40%，
故答案為：α=2（1-

p

p0

）；50%；40%．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫、化學反應速率、轉(zhuǎn)化率的求算、影響化學反應速率和化學平衡的因素等內(nèi)容，難度中等，關(guān)鍵是要學生能正確理解壓強與物質(zhì)的量的關(guān)系，并由此進行計算，有點難度，容易出錯．