Question

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。回答下列問題：

(1)已知AX₃的熔點和沸點分別為－93.6 ℃和76 ℃，AX₅的熔點為167 ℃。室溫時AX₃與氣體X₂反應(yīng)生成1 mol AX₅，放出熱量123.8 kJ。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10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時AX₃和X₂均為0.2 mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時間的變化如圖所示。

①列式計算實驗a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX₅)＝______________________。

②圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)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及判斷依據(jù)是：b________________________________________________，c____________________________________________。

③用p₀表示開始時總壓強(qiáng)，p表示平衡時總壓強(qiáng)，α表示AX₃的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達(dá)式為______________；實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率：α_a為________，α_c為________。

Answer 1

(1)AX₃(l)＋X₂(g)===AX₅(s)　ΔH＝－123.8 kJ/mol　(2)①＝1.7×10^－4 mol·L^－1·min^－1

解：開始時n₀＝0.4 mol，總壓強(qiáng)為160 kPa，平衡時總壓強(qiáng)為120 kPa，則n為＝，

n＝0.40 mol×＝0.30 mol，

　　　　AX₃(g)＋X₂(g) AX₅(g)

起始時n₀/mol：0.20　　0.20　　　0

平衡時n/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

②bca　加入催化劑。反應(yīng)速率加快，但平衡點沒有改變　溫度升高。反應(yīng)速率加快，但平衡點向逆反應(yīng)方向移動(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強(qiáng)增大)�、�α＝2(1－)　50%　40%

[解析] (1)書寫熱化學(xué)方程式時要注意常溫下AX₃呈液態(tài)，AX₅呈固態(tài)。(2)②由圖像知，達(dá)到平衡所需時間：a＞c＞b，所以反應(yīng)速率v(AX₅)由大到小的順序為b＞c＞a；與實驗a相比，實驗b先達(dá)到平衡，化學(xué)反應(yīng)速率快，但平衡點沒有變化，說明實驗b加入了催化劑；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，與實驗a相比，實驗c平衡向逆反應(yīng)方向移動，且反應(yīng)速率加快，說明實驗c改變的條件是升高溫度。

 　　　　　　AX₃(g)　�。�　　X₂(g)AX₅(g)

起始量(mol)  0.2  0.2  0

變化量(mol)  x  x  x

平衡量(mol)  0.2－x  0.2－x  x

則有＝，解得x＝，則AX₃的轉(zhuǎn)化率為＝2(1－)；分別將實驗a、c的p、p₀的數(shù)據(jù)代入上式，得a_a、a_c分別為50%、40%。