Question

在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A（g），在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：A（g） B（g）＋C（g）　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1

反應(yīng)時(shí)間（t）與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)（p）的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：

時(shí)間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
	4.91	5.58	6.32	7.31	8.54	9.50	9.52	9.53	9.53

 

回答下列問(wèn)題：

（1）欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為________。

（2）由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)P0計(jì)算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率a（A）的表達(dá)式為________，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)K________。

（3）①由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)P0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n（總）和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n（A），n（總）＝________mol，n（A）＝________mol。

②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算：a＝________。

反應(yīng)時(shí)間t/h	0	4	8	16
c（A）/（mol·L－1）	0.10	a	0.026	0.0065

 

分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c（A）變化與時(shí)間間隔（t）的規(guī)律，得出的結(jié)論是________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12 h時(shí)反應(yīng)物的濃度c（A）為________mol·L－1。

 

Answer 1

（1）升高溫度、降低壓強(qiáng)

（2）×100%　94.1%

A（g）　　　B（g）　　＋　　C（g）

起始濃度/mol·L－1 0.10 0 0

轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－1 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%

平衡濃度/mol·L－1 0.10×（1－94.1%） 0.10×94.1% 0.10×94.1%

K＝≈1.5 mol·L－1

（3）①0.10×　0.10×　②0.051　達(dá)到平衡前每間隔4 h，c（A）減少約一半　0.013

【解析】通過(guò)分析表格中數(shù)據(jù)，根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比入手解決相關(guān)問(wèn)題。

（1）要提高A的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)通過(guò)改變條件使平衡正向移動(dòng)，可以從濃度、溫度、壓強(qiáng)三個(gè)方面考慮，可從容器中分離出B、C或擴(kuò)大容器的體積（降低壓強(qiáng)）或升高溫度。

（2）相同條件下，在密閉容器中氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為x，則有＝，x＝mol，而氣體的物質(zhì)的量的增加量等于消耗的A的物質(zhì)的量，故A的轉(zhuǎn)化率為×100%＝（）×100%，將表中的數(shù)據(jù)代入公式中可得平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為×100%≈94.1%；根據(jù)化學(xué)方程式列出平衡三段式，注意三段式中用的都是濃度，即可求得平衡常數(shù)。

（3）結(jié)合（2）的解析可知n（A）＝0.10 mol－（－0.10）mol＝0.10×mol；根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，可知a＝0.10×（2－）mol·L－1≈0.051 mol·L－1，通過(guò)表中的數(shù)據(jù)可知，在達(dá)到平衡前每間隔4 h，A的濃度減少約一半，故反應(yīng)在12 h時(shí)，A的濃度為0.5×0.026 mol·L－1＝0.013 mol·L－1。

點(diǎn)撥：知識(shí)：外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響、轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系。能力：考查考生分析數(shù)據(jù)、加工利用數(shù)據(jù)的能力以及歸納總結(jié)能力。試題難度：較大。