Question

【题目】化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5，反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。回答下列问题：

(1)计算实验a反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=________；

(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_______（填实验序号）；与实验a相比，其他两组改变的实验条件是：b___________，c____________。

(3)用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为________；实验a的平衡转化率：αa为________。

Answer 1

【答案】1.7×10—4mol/(L·min) bca 加入催化剂 升高温度 50%

【解析】

（1）根据压强之比是物质的量之比结合v＝△c/△t计算；

（2）计算平衡时的反应速率，然后比较反应速率大小；根据图像曲线变化特点结合外界条件对反应速率和平衡状态的影响分析解答；

（3）根据三段式计算。

（1）起始时AX3和X2均为0.2mol，总压强为160KPa，平衡时总压强为120kPa，设平衡时总物质的量为n，根据压强之比就等于物质的量之比有：120kPa/160kPa=n/0.4mol，解得n=0.30mol，则

AX3(g) + X2(g)AX5(g)

起始量（mol） 0.2 0.2 0

转化量（mol） x x x

平衡量（mol） 0.2-x 0.2-x x

则(0.20-x)+(0.20-x)+x＝0.30

解得x＝0.10

所以v(AX5)＝0.10mol/(10L×60min)＝1.7×10—4mol/(L·min)；

（2）由以上分析可知到达平衡时生成AX5的量为0.10mol。实验b从反应开始至达到平衡时所用时间为40 min，其反应速率v(AX5)＝0.10mol/(10L×40min)＝2.5×10－4mol/(L·min)；同理可算出，实验c达到平衡时，v(AX5)＝1.8×10－4mol/(L·min)，故速率v(AX5)由大到小的顺序是bca；与实验a相比较，实验b达到平衡的时间短，但平衡点与实验a相同，改变条件应为加入催化剂，从而导致反应速率加快；实验c与实验a比较，起始时容器的体积和气体的物质的量均相同，但压强增大，改变条件应为升高温度使气体膨胀所致。

（3） AX3(g) + X2(g)AX5(g)

起始量（mol） 0.2 0.2 0

转化量（mol） 0.2α 0.2α 0.2α

平衡量（mol） (0.2－0.2α) (0.2－0.2α) 0.2α

则有0.4/(0.4－0.2α)＝p0/p，解得α＝。实验a平衡时p0、p分别是160、120，则平衡转化率αa＝50%。