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
總壓強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α(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	0.006 5

分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)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

答案　(1)升高溫度、降低壓強

(2)(－1)×100%　94.1%

　　　　　A(g)　　　　B(g)　�。�　　C(g)

起始濃度

(mol·L－1)  0.10  0  0

平衡濃度

(mol·L－1)0.10×(1－94.1%)　0.10×94.1%　0.10×94.1%

K＝≈1.5

(3)①0.10×　0.10×(2－)�、�0.051　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＝，故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%＝(－1)×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(－1)×100%≈94.1%；根據(jù)化學方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是濃度，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×(2－) 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。