Question

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

反應時間（t）與容器內氣體總壓強（p）的數(shù)據(jù)見下表：

時間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

 

回答下列問題：

（1）欲提高A的平衡轉化率，應采取的措施為________。

（2）由總壓強p和起始壓強P0計算反應物A的轉化率a（A）的表達式為________，平衡時A的轉化率為________，列式并計算反應的平衡常數(shù)K________。

（3）①由總壓強p和起始壓強P0表示反應體系的總物質的量n（總）和反應物A的物質的量n（A），n（總）＝________mol，n（A）＝________mol。

②下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算：a＝________。

反應時間t/h	0	4	8	16
c（A）/（mol·L－1）	0.10	a	0.026	0.0065

 

分析該反應中反應物的濃度c（A）變化與時間間隔（t）的規(guī)律，得出的結論是________，由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c（A）為________mol·L－1。

 

Answer 1

（1）升高溫度、降低壓強

（2）×100%　94.1%

A（g）　　　B（g）　�。�　　C（g）

起始濃度/mol·L－1 0.10 0 0

轉化濃度/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　達到平衡前每間隔4 h，c（A）減少約一半　0.013

【解析】通過分析表格中數(shù)據(jù)，根據(jù)壓強之比等于物質的量之比入手解決相關問題。

（1）要提高A的轉化率，應通過改變條件使平衡正向移動，可以從濃度、溫度、壓強三個方面考慮，可從容器中分離出B、C或擴大容器的體積（降低壓強）或升高溫度。

（2）相同條件下，在密閉容器中氣體的壓強之比等于物質的量之比，設反應后氣體的總物質的量為x，則有＝，x＝mol，而氣體的物質的量的增加量等于消耗的A的物質的量，故A的轉化率為×100%＝（）×100%，將表中的數(shù)據(jù)代入公式中可得平衡時A的轉化率為×100%≈94.1%；根據(jù)化學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，通過表中的數(shù)據(jù)可知，在達到平衡前每間隔4 h，A的濃度減少約一半，故反應在12 h時，A的濃度為0.5×0.026 mol·L－1＝0.013 mol·L－1。

點撥：知識：外界條件對平衡移動的影響、轉化率與壓強的關系。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能力。試題難度：較大。