Question

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：

（1）已知AX₃的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX₅的熔点为167 ℃。室温时AX₃与气体X₂反应生成1 mol AX₅，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_____________。

（2）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（AX₅）＝__________。

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）由大到小的次序为           （填实验序号）；与实验a相比，实验b改变的实验条件及判断依据是                  。

③ 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__________；实验a和c的平衡转化率：α_a为________，α_c为________。

Answer

（1）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8 kJ/mol

（2）①＝1.7×10－4 mol·L－1·min－1

②bca 加入催化剂；依据是反应速率加快，但平衡状态没有改变

③α＝2（1－），50%，40%

【解析】

试题分析：（1）因为AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃，室温时，AX3为液态，AX5为固态，生成1molAX5，放出热量123.8kJ，该反应的热化学方程为：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）;△H=-123.8kJ/mol-1，

（2）①起始时AX3和X2均为0.2mol，即no=0.4mol，总压强为160KPa，平衡时总压强为120KPa，设平衡时总物质的量为n，根据压强之比就等于物质的量之比有：120/160=n/0.4, n=0.3 mol;

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）= ＝1.7×10－4 mol·L－1·min－1

②根据到a、b、c达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为：b＞c＞a；与实验a相比，b实验到达平衡的时间变小，但平衡没有发生移动，所以为使用催化剂；c实验到达平衡时总压强变大，说明平衡逆向移动，而化学反应速率变大，考虑到该反应是放热反应。所以是升高温度所导致的；

③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，根据压强之比就等于物质的量之比有： p/p0=0.4/n , n=0.4p/p0

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/p0

α=（0.4-0.4p/p0）/0.2=2（1-p/p0）

αa为2（1-p/p0）=2（1-120/160）×100%=50%

αc为2（1-p/p0）=2（1-140/175）×100%=40%

考点：热化学方程式书写，速率计算、平衡移动规律，转化率计算