Question

4．在1.0L密闭容器中放入0.10mol A（g），在一定温度进行如下反应：A（g）═B（g）+C（g）△H=+85.1kJ•mol^-1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见表：

时间t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
总压强p/100kPa	4.91	5.58	6.32	7.31	8.54	9.50	9.52	9.53	9.53

回答下列问题：
（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为升高温度、降低压强；（写出两项措施）．
（2）由总压强p和起始压强p₀计算反应物A的转化率α（A）的表达式为（$\frac{P}{{P}_{0}}$-1）×100%．平衡时A的转化率为94.1%，列式并计算反应的平衡常数K1.5mol/L．
（3）由总压强p和起始压强p₀表示反应体系的总物质的量n_总和反应物A的物质的量n（A），n（总）=$\frac{0.10P}{{P}_{0}}$ mol，n（A）=0.10×（2-$\frac{P}{P0}$） mol．

Answer 1

分析 （1）反应是吸热反应，反应前后气体体积增大，结合平衡移动原理分析判断转化率；
（2）相同条件下压强之比等于物质的量之比，反应前后物质的量的增大是反应的A的物质的量，结合转化率概念计算得到；依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度达到平衡常数；
（  3 ） 依据相同条件下压强之比等于物质的量之比，结合平衡计算得到；

解答 解：（1）在一定温度进行如下反应：A（g）?B（g）+C（g ）△H=+85.1kJ•mol^-1
反应是吸热反应，反应前后气体体积增大，根据平衡移动原理分析可知，欲提高A的平衡转化率，平衡正向进行，可以升温或减压条件下使平衡正向进行；
故答案：升高温度、降低压强；
（2）反应前后气体物质的量增大为反应的A的量，所以由总压强p和起始压强p₀计算反应物A的转化率α（A）的表达式=$\frac{P-{P}_{0}}{{P}_{0}}$×100%=（

$\frac{P}{{P}_{0}}$-1）×100%；
平衡时A的转化率=$\frac{9.53-4.91}{4.91}$×100%=94.1%，
                        A（g）?B（g）+C（g ）
起始量（mol/L）     0.10            0                              0 
变化量（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=$\frac{c（B）c（C）}{c（A）}$=$\frac{（0.0941mol/L）{\;}^{2}}{0.10×（1-94.1%）}$=1.5mol/L
故答案为：（$\frac{P}{{P}_{0}}$-1）×100%；94.1%；1.5mol/L；
（3））①由总压强p和起始压强p₀表示反应体系的总物质的量n_总和反应物A的物质的量n（A），依据压强之比等于物质的量之比，n_总：n起始=P：P₀ ，n_总=$\frac{0.10P}{{P}_{0}}$；
                A（g）?B（g）+C（g ）
起始量（mol）    0.10    0        0
变化量（mol）    x      x         x
某时刻量（mol） 0.10-x    x         x
（0.10+x）：0.10=P：P₀
x=$\frac{0.10（P-{P}_{0}）}{{P}_{0}}$；
n（A）=0.10-$\frac{0.10（P-{P}_{0}）}{{P}_{0}}$=0.10×（2-$\frac{P}{{P}_{0}}$）mol；
故答案为：$\frac{0.10P}{{P}_{0}}$；0.10×（2-$\frac{P}{P0}$）．

点评 本题考查压强关系和物质的量的计算应用，化学平衡计算方法，图表数据处理方法的分析判断，题目难度中等．