Question

(15分)
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lmol AX₅，放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為                     。
（2）反應AX₃(g)＋X₂(g)AX₅(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX₃和X₂均為0.2 mol。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列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率 v(AX₅)＝                。
②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                                                                         。
③用p₀表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX₃的平衡轉化率，則α的表達式為
                    ；實驗a和c的平衡轉化率：α_a為      、α_c為            。

Answer 1

⑴AX₃(l)＋X₂(g) = AX₅(s)   ΔH=－123.8KJ·mol^－1(2分)
⑵①(3 分)
②bca(2分) b、加人催化劑。反應速率加快，但平衡點沒有改變(2分)
c、 溫度升高。反應速率加快，但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變，但起始總壓強增大)(2分)
③α＝2(1－) (2分)    50%(1分)  40% (1分)

解析試題分析：⑴據題意，先寫出反應方程式并標出各物質的狀態AX₃(l)＋X₂(g) = AX₅(s)，然后確定其反應熱ΔH=－123.8KJ·mol^－1，綜上便可寫出完整的熱化學方程式。
⑵①
解：開始時n_o =" 0.4" mol，總壓強為160 kPa，平衡時總壓強為120 kPa，
則n為：
AX₃(g) ＋ X₂(g)     AX₅(g)
起始時n_o/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
 
②從圖中觀察平衡的時間(t_b＜t_c＜t_a)，判斷反應速率的快慢為b＞c＞a；
b組的反應速率加快，但平衡點沒有改變說明是加人了催化劑；
c組的反應速率加快，但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變，但起始總壓強增大)說明是溫度升高。
③用三段式分析：
AX₃(g)  ＋    X₂(g)     AX₅(g)
起始時n_o/mol：  0.20             0.20          0
變化量n/mol:：   0.20α        0.20α            0.20α
平衡時n/mol:： 0.20 －0.20α    0.20 －0.20α     0.20α
據題意有，化簡得α＝2(1－)；
將圖中p₀、p的數據代入上述計算式得α_a＝2(1－)＝2(1－)＝50%；
α_c＝2(1－)＝2(1－)＝40%。
考點：本題考查熱化學方程式的書寫，化學反應速率的計算，化學平衡移動原理的應用，轉化率的計算等。