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 ． 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反應生成1mol AX5 ， 放出熱量123.8kJ．該反應的熱化學方程式為 ．
（2）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．

①下列不能說明反應達到平衡狀態的是 ．
A．混合氣體的平均相對分子質量保持不變
B．混合氣體密度保持不變
C．體系中X2的體積分數保持不變
D．每消耗1molAX3同時消耗1molAX5
②計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v（AX5）=（保留2位有效數字）．
③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及判斷依據是：b、c ． 該反應在實驗a和實驗c中的化學平衡常數的大小關系是KaKc（填“＞、＜或=”），其中Kc=（保留小數點后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）因為AX3的熔點和沸點分別為﹣93.6℃和76℃，AX5的熔點為167℃，則室溫時，AX3為液態，AX5為固態，生成1mol AX5，放出熱量123.8kJ，該反應的熱化學方程為：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．混合氣體總質量不變，隨反應進行總物質的量增大，平均相對分子質量減小，混合氣體的平均相對分子質量保持不變，說明反應到達平衡，故A不符合題意；

B．混合氣體總質量不變，容器體積不變，混合氣體密度始終保持不變，不能說明到達平衡，故B符合題意；

C．X2的體積分數保持不變，說明到達平衡，故C不符合題意；

D．每消耗1mol AX3的同時消耗1mol AX5，則消耗1mol AX5的同時生成1molAX3，AX3的生成速率與消耗速率相等，反應到達平衡，故D不符合題意，

所以答案是：B；

②由圖可知，實驗a在60min時到達平衡，平衡時AX3的α=2（1﹣ ）=2×（1﹣ ）=50%，則參加反應AX3的物質的量為0.2mol×50%=0.1mol，由方程式可知生成AX5的物質的量為0.1mol，故v（AX5）= =0.00017mol/（Lmin ），

所以答案是：0.00017mol/（Lmin ）；

③由于恒溫恒容下，壓強之比等于氣體物質的量之比，故相同時間內壓強變化量越大，反應速率越快，由圖可知，從開始到平衡時a、b、c壓強分別為40kPa、40kPa、35kPa，所用時間分別為60min、40min、45min，每分鐘內壓強平均變化分別為 Pa、 Pa、 Pa，故反應速率b＞c＞a；

實驗a、b相比，起始壓強相等，平衡時壓強不變，改變條件不影響平衡移動，但b到達平衡的時間較短，反應速率較快，由于反應氣體氣體的體積減小，b應是使用催化劑；

a、c相比c組的反應速率加快，平衡時c的壓強變化相對較小，說明與a相比，平衡逆向移動，說明是溫度升高；

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

c組平衡時，AX3的平衡轉化率αc為40%，平衡常數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．
【考點精析】利用化學平衡的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．