Question

【題目】化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5 ． 回答下列問(wèn)題．
（1）已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為﹣93.6℃和76℃，AX5的熔點(diǎn)為167℃．室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1mol AX5 ， 放出熱量123.8kJ．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 ．
（2）反應(yīng)AX3（g）+X2（g）AX5（g）在容積為10L的密閉容器中進(jìn)行．起始時(shí)AX3和X2均為0.2mol．反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示．

①下列不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ．
A．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
B．混合氣體密度保持不變
C．體系中X2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
D．每消耗1molAX3同時(shí)消耗1molAX5
②計(jì)算實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v（AX5）=（保留2位有效數(shù)字）．
③圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v（AX5）由大到小的次序?yàn)?/span> （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）；與實(shí)驗(yàn)a相比，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是：b、c ． 該反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)c中的化學(xué)平衡常數(shù)的大小關(guān)系是KaKc（填“＞、＜或=”），其中Kc=（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）．

Answer 1

【答案】
（1）AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=﹣123.8kJ?mol﹣1
（2）B,0.00017mol/（L?min）,b＞c＞a,加入催化劑,升溫,＞,55.6L/mol
【解析】解：（1）因?yàn)锳X3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為﹣93.6℃和76℃，AX5的熔點(diǎn)為167℃，則室溫時(shí)，AX3為液態(tài)，AX5為固態(tài)，生成1mol AX5，放出熱量123.8kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程為：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=﹣123.8kJmol﹣1，

所以答案是：AX3（l）+X2（g）=AX5（s）△H=﹣123.8kJmol﹣1；
（2）①A．混合氣體總質(zhì)量不變，隨反應(yīng)進(jìn)行總物質(zhì)的量增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故A不符合題意；

B．混合氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，混合氣體密度始終保持不變，不能說(shuō)明到達(dá)平衡，故B符合題意；

C．X2的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故C不符合題意；

D．每消耗1mol AX3的同時(shí)消耗1mol AX5，則消耗1mol AX5的同時(shí)生成1molAX3，AX3的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡，故D不符合題意，

所以答案是：B；

②由圖可知，實(shí)驗(yàn)a在60min時(shí)到達(dá)平衡，平衡時(shí)AX3的α=2（1﹣ ）=2×（1﹣ ）=50%，則參加反應(yīng)AX3的物質(zhì)的量為0.2mol×50%=0.1mol，由方程式可知生成AX5的物質(zhì)的量為0.1mol，故v（AX5）= =0.00017mol/（Lmin ），

所以答案是：0.00017mol/（Lmin ）；

③由于恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，故相同時(shí)間內(nèi)壓強(qiáng)變化量越大，反應(yīng)速率越快，由圖可知，從開(kāi)始到平衡時(shí)a、b、c壓強(qiáng)分別為40kPa、40kPa、35kPa，所用時(shí)間分別為60min、40min、45min，每分鐘內(nèi)壓強(qiáng)平均變化分別為 Pa、 Pa、 Pa，故反應(yīng)速率b＞c＞a；

實(shí)驗(yàn)a、b相比，起始?jí)簭?qiáng)相等，平衡時(shí)壓強(qiáng)不變，改變條件不影響平衡移動(dòng)，但b到達(dá)平衡的時(shí)間較短，反應(yīng)速率較快，由于反應(yīng)氣體氣體的體積減小，b應(yīng)是使用催化劑；

a、c相比c組的反應(yīng)速率加快，平衡時(shí)c的壓強(qiáng)變化相對(duì)較小，說(shuō)明與a相比，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明是溫度升高；

正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，而c組的溫度高于a組，故平衡常數(shù)Ka＞Kc；

c組平衡時(shí)，AX3的平衡轉(zhuǎn)化率αc為40%，平衡常數(shù)K= = ×V=（ ×10）L/mol=（ ×10）L/mol=55.6L/mol，

所以答案是：b＞c＞a；加入催化劑；升高溫度；＞；55.6L/mol．
【考點(diǎn)精析】利用化學(xué)平衡的計(jì)算對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．