Question

(12分) 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：

反应AX₃(g)＋X₂(g)AX₅(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX₃和X₂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。

①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX₃)＝                        。

②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX₅)由小到大的次序为           (填实验序号)；

③与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：

b                                                                              ；

c．                                                                            。

④用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                             。

Answer

(10分) (每空2分)

1.7×10-4mol/（L•min）（2分）

② acb （2分）

③加入催化剂．反应速率加快，但平衡点没有改变 （2分）；

温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动（或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大）（2分）；

④α=2（1-）（2分）；

【解析】

试题分析：①反应速率=单位时间内的物质的浓度的改变量，由图像可知，平衡时实验a中的压强由原来的160降为120kPa，说明气体的物质的量减少为原来的120/160=3/4, 设AX3的物质的量减少x,根据

AX3(g)＋X2(g)AX5(g)

开始（mol） 0.2 0.2 0

转化（mol） x x x

平衡（mol） 0.2-x 0.2-x x

所以0.2-x+0.2-x+x=3/4(0.2+0.2),解得x=0.1mol，到达平衡的时间是60min，则反应速率 v(AX3)＝0.1mol/10L/60min=1.7×10-4mol/（L•min）；

②根据到达平衡所用的时间的多少判断反应速率的快慢，所用时间越短，反应速率越快，由图可知达到平衡时的反应速率v(AX5)由小到大的次序为acb；

③b与a达到的平衡相同，但反应速率快，说明b使用了催化剂；而c的反应速率比a快，说明c的温度升高或压强增大，若是后者，压强增大，平衡正向移动，压强减少的更多，曲线应在b的下方，与图像不符，所以只能是升高温度，使平衡逆向移动，压强减少的较a少；

④用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，设AX3的物质的量减少x，根据①的计算过程可知，（0.4-x）/0.4=p/ p0,解得x=0.4（p0-p）/p0，则α=0.4（p0-p）/p0/0.2=2（1-）.

考点：考查化学反应速率、化学平衡的计算，平衡图像的判断