化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题

化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题:

(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为____________________________________________

(2)反应AX3(g)X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3X2均为0.2 mol。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。

①列式计算实验a从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及判断依据是: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ac的平衡转化率:αa________αc________

答案

(1)AX3(l)X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ/mol (2)1.7×104 mol·L1·min1

解:开始时n00.4 mol,总压强为160 kPa,平衡时总压强为120 kPa,则n

n0.40 mol×0.30 mol

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

起始时n0/mol0.20  0.20   0

平衡时n/mol0.20x 0.20x x

(0.20x)(0.20x)x0.30

x0.10

v(AX5)1.7×104 mol·L1·min1

bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大) α2(1) 50% 40%

[解析] (1)书写热化学方程式时要注意常温下AX3呈液态,AX5呈固态。(2)由图像知,达到平衡所需时间:acb,所以反应速率v(AX5)由大到小的顺序为bca;与实验a相比,实验b先达到平衡,化学反应速率快,但平衡点没有变化,说明实验b加入了催化剂;反应为放热反应,与实验a相比,实验c平衡向逆反应方向移动,且反应速率加快,说明实验c改变的条件是升高温度。

       AX3(g)  +  X2(g)AX5(g)

起始量(mol)  0.2  0.2  0

变化量(mol)  x  x  x

平衡量(mol)  0.2x  0.2x  x

则有,解得x,则AX3的转化率为2(1);分别将实验acpp0的数据代入上式,得aaac分别为50%40%

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