Question

14．在1.0L密閉容器中放入0.10molA（g），在一定溫度進行如下反應：
A（g）?2B（g）+C（g）+D（s）△H=+85.1kJ•mol^-1
容器內氣體總壓強（P）與起始壓強P₀的比值隨反應時間（t）數據見下表：

時間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25
$\frac{P}{{P}_{0}}$	1.00	1.50	1.80	2.20	2.30	2.38	2.40	2.40

回答下列問題：
（1）下列操作能提高A轉化率的是AD
A．升高溫度                   B．體系中通入A氣體
C．通入稀有氣體He，使體系壓強增大到原來的5倍
D．若體系中的C為HCl，其它物質均難溶于水，滴入少許水
（2）該反應的平衡常數的表達式K=$\frac{{c}^{2}（B）×c（C）}{c（A）}$，前2小時C的反應速率是0.02 mol•L^-1•h^-1
（3）平衡時A的轉化率為70%．

Answer 1

分析 （1）提高反應物的轉化率，使得化學平衡正向進行的因素均可以（但是不能加入物質本身）；
（2）平衡常數K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$，結合化學平衡三段式列式計算C的濃度變化，計算得到反應速率v=$\frac{△c}{△t}$；
（3）根據三行式計算化學反應中物質的轉化率以及物質的體積分數．

解答 解：（1）A（g）?2B（g）+C（g）+D（s），△H=+85.1kJ•mol^-1，D為固體，反應前后氣體體積增大的吸熱反應，
A．升高溫度，平衡正向移動，所以A的轉化率增大，故A正確；
B．體系中通入A氣體，相當于增大體系壓強，平衡逆向進行A的轉化率減小，故B錯誤；
C．通入稀有氣體He，使體系壓強增大到原來的5倍，總壓增大分壓不變，平衡不變，A的轉化率不變，故C錯誤；
D．若體系中的C為HCl，其它物質均難溶于水，滴入少許水，氯化氫易溶于水導致C減少，平衡正向進行，A的轉化率增大，故D正確；
故選AD；
故答案為：AD；
（2）A（g）?2B（g）+C（g）+D（s），平衡常數K=$\frac{{c}^{2}（B）×c（C）}{c（A）}$，設A消耗物質的量為x，
             A（g）?2B（g）+C（g）+D（s），
起始量（mol） 0.10      0     0  
變化量（mol） x        2x      x
2小時量（mol）0.10-x   2x      x
壓強之比等于化學方程式計量數之比，$\frac{0.10-x+2x+x}{0.10}$=1.80
x=0.04mol
前2小時C的反應速率=$\frac{\frac{0.04mol}{1.0L}}{2h}$=0.02 mol/（ L•h），
故答案為：$\frac{{c}^{2}（B）×c（C）}{c（A）}$； 0.02 mol/（ L•h）；
（3）容器內氣體總壓強（P）與起始壓強P₀的比值在20h后不變說明反應達到平衡狀態(tài)，平衡時氣體壓強之比為
              A（g）?2B（g）+C（g）+D（s），
起始量（mol） 0.10      0     0  
變化量（mol） x        2x      x
2小時量（mol）0.10-x   2x      x
壓強之比等于氣體物質的量之比，
$\frac{0.10-x+2x+x}{0.10}$=2.4
x=0.07mol
平衡時A的轉化率=$\frac{0.07mol}{0.1mol}$×100%=70%，
故答案為：70%．

點評 本題考查了化學反應速率、化學平衡的計算分析、化學平衡的影響因素判斷，注意概念實質理解和平衡移動原理的應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．