Question

12．AX（g）+2X₂（g）?AX₅（g）在容积为10L恒定不变的密闭容器中进行．起始时AX和X₂均为1.3mol．分三组进行实验，每组只改变一个条件且改变条件均不同．反应体系总压强随时间的变化如图所示．（计算结果均保留两位有效数字）
（1）计算实验1从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）=3.3×10^-4mol•L^-1•min^-1_．
（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3＞2＞1（填实验序号）；与实验1相比，其他两组改变的实验条件是：2升高温度、3加入催化剂_．
（3）用p₁表示开始时总压强，p₂表示平衡时总压强，α表示AX的平衡转化率，则α的表达式为（1-$\frac{P}{{P}_{0}}$）；实验1和2的平衡转化率：α₁为15%、α₂为13%．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算出反应速率；
（2）根据到达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小；再根据图象中的曲线的变化趋势判断出条件的改变；
（3）对于气体来讲，压强之比就等于物质的量之比，根据三段式，进而求得转化率的表达式及具体的值．

解答 解：（1）起始时AX和X₂均为1.3mol，即n_o=1.3mol，总压强为260KPa，平衡时总压强为220KPa，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：$\frac{220}{260}$=$\frac{n}{2.6}$，n=2.2mol，
                  AX（l）+2X₂（g）?AX₅（g）
 初始 （mol）      1.3    1.3         0      
 平衡 （mol）     1.3-x   1.3-2x      x     
     （1.3-x）+（1.3-2x）+x=2.2      x=0.2
v（ AX₅）=$\frac{0.2}{10×60}$=3.3×10^-4mol•L^-1•min^-1，
故答案为：3.3×10^-4mol•L^-1•min^-1；
（2）根据到1、2、3达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为：3＞2＞1；
故答案为：3＞2＞1；
（3）用p₀表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX的平衡转化率，根据压强之比就等于物质的量之比有：$\frac{{P}_{0}}{P}$=$\frac{2.6}{P}$，n=$\frac{2.6P}{{P}_{0}}$，
                 AX（g）+2X₂（g）?AX₅（g）
 初始 （mol）      1.3    1.3        0      
 平衡 （mol）     1.3-x   1.3-2x       x     
     （1.3-x）+（1.3-2x）+x=n，x=1.3-0.5n=1.3-0.5×$\frac{2.6P}{{P}_{0}}$，
AX的平衡转化率α=$\frac{1.3-0.5×\frac{2.6P}{{P}_{0}}}{1.3}$×100%=（1-$\frac{P}{{P}_{0}}$）×100%
∴α₁=（1-$\frac{220}{260}$）=×100%=15%
α₂=（1-$\frac{240}{275}$）×100%=13%，
故答案为：（1-$\frac{P}{{P}_{0}}$）； 15%；13%．

点评 本题考查了化学反应速率、转化率的求算、影响化学反应速率和化学平衡的因素等内容，难度中等，关键是要学生能正确理解压强与物质的量的关系，并由此进行计算，有点难度，容易出错．