Question

在1.0L密閉容器中放入0.10molA（g），在一定溫度進行如下反應：A（g）?B（g）+C（g ）△H=+85.1kJ?mol^-1
反應時間（t）與容器內氣體總壓強（p）的數(shù)據(jù)見下表：

時間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
總壓強p/100kPa	4.91	5.58	6.32	7.31	8.54	9.50	9.52	9.53	9.53

回答下列問題：
（1）欲提高A的平衡轉化率，應采取的措施為

 

．
（2）由總壓強p和起始壓強p₀計算反應物A的轉化率α（A）的表達式為

 

，
平衡時A的轉化率為

 

，列式并計算反應的平衡常數(shù)K

 

．
（3）①由總壓強p和起始壓強p₀表示反應體系的總物質的量n_總和反應物A的物質的量n（A），n_總=

 

mol，n（A）=

 

mol．
②下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算：α=

 

．

反應時間t/h	0	4	8	16
c（A）/（mol?L-1）	0.10	a	0.026	0.0065

分析該反應中反應物的濃度c（A）變化與時間間隔（△t）的規(guī)律，得出的結論是

 

，由此規(guī)律推出反應在12h時反應物的濃度c（A）為

 

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）反應是吸熱反應，反應前后氣體體積增大，結合平衡移動原理分析判斷轉化率；
（2）相同條件下壓強之比等于物質的量之比，反應前后物質的量的增大是反應的A的物質的量，結合轉化率概念計算得到；依據(jù)化學平衡三段式列式計算平衡濃度達到平衡常數(shù)；
（3）①依據(jù)相同條件下壓強之比等于物質的量之比，結合平衡計算得到；
②依據(jù)平衡A的濃度計算，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析判斷存在的規(guī)律；

解答：解：（1）在一定溫度進行如下反應：A（g）?B（g）+C（g ）△H=+85.1kJ?mol^-1
反應是吸熱反應，反應前后氣體體積增大，根據(jù)平衡移動原理分析可知，欲提高A的平衡轉化率，平衡正向進行，可以升溫或減壓條件下使平衡正向進行；
故答案：升高溫度、降低壓強；
 （2）反應前后氣體物質的量增大為反應的A的量，所以由總壓強p和起始壓強p₀計算反應物A的轉化率α（A）的表達式=

P-P0

P0

×100%=（

P

P0

-1）×100%；
平衡時A的轉化率=

9.53-4.91

4.91

×100%=94.1%
依據(jù)化學平衡三段式 列式得到；
                     A（g）?B（g）+C（g ）
起始量（mol/L）     0.10     0                0 
變化量（mol/L） 0.10×94.1%   0.10×94.1%  0.10×94.1%
平衡量（mol/L）0.10（1-94.1%）    0.10×94.1%    0.10×94.1%
K=

c(B)c(C)

c(A)

=

(0.0941mol/L)2

0.10×(1-94.1%)

=1.5mol/L
故答案為：=（

P

P0

-1）×100%；94.1%；  1.5mol/L
（3）①由總壓強p和起始壓強p₀表示反應體系的總物質的量n_總和反應物A的物質的量n（A），依據(jù)壓強之比等于物質的量之比，n_總：n起始=P：P₀ ，n_總=

0.10P

P0

；
                A（g）?B（g）+C（g ）
起始量（mol）    0.10    0        0
變化量（mol）    x      x         x
平衡量（mol） 0.10-x    x         x
（0.10+x）：0.10=P：P₀
x=

0.10(P-P0)

P0

n（A）=0.10-

0.10(P-P0)

P0

=0.10×（2-

p

p0

）mol；
故答案為：

0.10P

P0

；0.10×（2-

p

p0

）；
②n（A）=0.10×（2-

p

p0

）=0.10×（2-

7.31

4.91

）=0.051mol所以濃度a=0.051mol/L；分析數(shù)據(jù)特征可知，每隔4h，A的濃度減小一半，故答案為：0.051；達到平衡前每間隔4h，c（A）減少約一半；由此規(guī)律推出反應在12h時反應物的濃度c（A）=

0.026mol/L

2

=0.013mol/L；
故答案為：0.051，每隔4h，A的濃度減小一半；0.013；

點評：本題考查壓強關系和物質的量的計算應用，化學平衡計算方法，圖表數(shù)據(jù)處理方法的分析判斷，題目難度中等．