Question

【題目】化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5，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。回答下列問題：

(1)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的平衡轉化率，則α的表達式為________；實驗a的平衡轉化率：αa為________。

Answer 1

【答案】1.7×10—4mol/(L·min) bca 加入催化劑 升高溫度 50%

【解析】

（1）根據(jù)壓強之比是物質的量之比結合v＝△c/△t計算；

（2）計算平衡時的反應速率，然后比較反應速率大��；根據(jù)圖像曲線變化特點結合外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的影響分析解答；

（3）根據(jù)三段式計算。

（1）起始時AX3和X2均為0.2mol，總壓強為160KPa，平衡時總壓強為120kPa，設平衡時總物質的量為n，根據(jù)壓強之比就等于物質的量之比有：120kPa/160kPa=n/0.4mol，解得n=0.30mol，則

AX3(g) + X2(g)AX5(g)

起始量（mol） 0.2 0.2 0

轉化量（mol） x x x

平衡量（mol） 0.2-x 0.2-x x

則(0.20-x)+(0.20-x)+x＝0.30

解得x＝0.10

所以v(AX5)＝0.10mol/(10L×60min)＝1.7×10—4mol/(L·min)；

（2）由以上分析可知到達平衡時生成AX5的量為0.10mol。實驗b從反應開始至達到平衡時所用時間為40 min，其反應速率v(AX5)＝0.10mol/(10L×40min)＝2.5×10－4mol/(L·min)；同理可算出，實驗c達到平衡時，v(AX5)＝1.8×10－4mol/(L·min)，故速率v(AX5)由大到小的順序是bca；與實驗a相比較，實驗b達到平衡的時間短，但平衡點與實驗a相同，改變條件應為加入催化劑，從而導致反應速率加快；實驗c與實驗a比較，起始時容器的體積和氣體的物質的量均相同，但壓強增大，改變條件應為升高溫度使氣體膨脹所致。

（3） AX3(g) + X2(g)AX5(g)

起始量（mol） 0.2 0.2 0

轉化量（mol） 0.2α 0.2α 0.2α

平衡量（mol） (0.2－0.2α) (0.2－0.2α) 0.2α

則有0.4/(0.4－0.2α)＝p0/p，解得α＝。實驗a平衡時p0、p分別是160、120，則平衡轉化率αa＝50%。