在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应: A(g)

1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应:

A(g)B(g)C(g)  ΔH=+85.1 kJ·mol1

反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t/h

0

1

2

4

8

16

20

25

30

总压强p/100 kPa

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__________

(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__________。平衡时A的转化率为__________,列式并计算反应的平衡常数K________

(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()________ moln(A)________ mol

下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a________

反应时间t/h

0

4

8

16

c(A)/(mol·L1)

0.10

a

0.026

0.006 5

分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律,得出的结论是________________,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)__________ mol·L1

答案

答案 (1)升高温度、降低压强

(2)(1)×100% 94.1%

     A(g)    B(g)  +  C(g)

起始浓度

(mol·L1)  0.10  0  0

平衡浓度

(mol·L1)0.10×(194.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%

K≈1.5

(3)0.10× 0.10×(2) 0.051 达到平衡前每间隔4 hc(A)减少约一半 0.013

解析 通过分析表格中数据,根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。

(1)要提高A的转化率,应通过改变条件使平衡正向移动,可以从浓度、温度、压强三个方面考虑,可从容器中分离出BC或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。

(2)相同条件下,在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比,设反应后气体的总物质的量为x,则有,故x mol,而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量,故A的转化率为×100%(1)×100%,将表中的数据代入公式中可得平衡时A的转化率为(1)×100%≈94.1%;根据化学方程式列出平衡三段式,注意三段式中使用的都是浓度,即可求得平衡常数。

(3)结合(2)的解析可知n(A)0.10 mol(0.10) mol0.10×(2) mol;根据表中的数据,可知a0.10×(2) mol·L1≈0.051 mol·L1,通过表中的数据可知,在达到平衡前每间隔4 hA的浓度减少约一半,故反应在12 h时,A的浓度为0.5×0.026 mol·L10.013 mol·L1

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