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1mol AX₅，放出热量123.8kJ．该反应的热化学方程是为

 

．
（2）反应AX₃（g）+X₂（g）?AX₅（g）在容积为10L的密闭容器中进行．起始时AX₃和X₂均为0.2mol．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，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b

 

，c

 

．
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

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据熔沸点判断出常温下各物质状态，根据生成物与放出热量的关系，计算出反应热，再据此写出热化学方程式；
（2）①根据v=

△c

△t

计算出反应速率；
②根据到达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小；再根据图象中的曲线的变化趋势判断出条件的改变；
③对于气体来讲，压强之比就等于物质的量之比，根据三段式，进而求得转化率的表达式及具体的值；

解答： 解：（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1mol AX₅，放出热量123.8kJ，该反应的热化学方程为：AX₃（g）+X₂（g）=AX₅（s）△H=-123.8kJ?mol^-1，
故答案为：AX₃（l）+X₂（g）=AX₅（s）△H=-123.8kJ?mol^-1；
（2）①起始时AX₃和X₂均为0.2mol，即n_o=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：

120KPa

160KPa

=

n

0.4mol

，n=0.30mol，
                  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）=

0.10mol

10L×60min

=1.7×10^-4mol/（L?min），
故答案为：

0.10mol

10L×60min

=1.7×10^-4mol?L^-1?min^-1
②根据到abc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，
故答案为：bca；加入催化剂．反应速率加快，但平衡点没有改变；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）；
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：

po

p

=

0.4

n

，n=

0.4p

po

，
                 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

po

α=

0.4- 0.4p po

0.2

=2（1-

p

p0

）
∴α_a=2（1-

p

p0

）=2（1-

120

160

）×100%=50%
α_c=2（1-

140

175

）×100%=40%，
故答案为：α=2（1-

p

p0

）；50%；40%．

点评：本题考查了热化学方程式的书写、化学反应速率、转化率的求算、影响化学反应速率和化学平衡的因素等内容，难度中等，关键是要学生能正确理解压强与物质的量的关系，并由此进行计算，有点难度，容易出错．