Question

12．AX（g）+2X₂（g）?AX₅（g）在容積為10L恒定不變的密閉容器中進(jìn)行．起始時AX和X₂均為1.3mol．分三組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組只改變一個條件且改變條件均不同．反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時間的變化如圖所示．（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（1）計(jì)算實(shí)驗(yàn)1從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v（AX₅）=3.3×10^-4mol•L^-1•min^-1_．
（2）圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v（AX₅）由大到小的次序?yàn)?＞2＞1（填實(shí)驗(yàn)序號）；與實(shí)驗(yàn)1相比，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件是：2升高溫度、3加入催化劑_．
（3）用p₁表示開始時總壓強(qiáng)，p₂表示平衡時總壓強(qiáng)，α表示AX的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達(dá)式為（1-$\frac{P}{{P}_{0}}$）；實(shí)驗(yàn)1和2的平衡轉(zhuǎn)化率：α₁為15%、α₂為13%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算出反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)到達(dá)平衡用時的多少可以比較出反應(yīng)速率的大小；再根據(jù)圖象中的曲線的變化趨勢判斷出條件的改變；
（3）對于氣體來講，壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)三段式，進(jìn)而求得轉(zhuǎn)化率的表達(dá)式及具體的值．

解答 解：（1）起始時AX和X₂均為1.3mol，即n_o=1.3mol，總壓強(qiáng)為260KPa，平衡時總壓強(qiáng)為220KPa，設(shè)平衡時總物質(zhì)的量為n，根據(jù)壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比有：$\frac{220}{260}$=$\frac{n}{2.6}$，n=2.2mol，
                  AX（l）+2X₂（g）?AX₅（g）
 初始 （mol）      1.3    1.3         0      
 平衡 （mol）     1.3-x   1.3-2x      x     
     （1.3-x）+（1.3-2x）+x=2.2      x=0.2
v（ AX₅）=$\frac{0.2}{10×60}$=3.3×10^-4mol•L^-1•min^-1，
故答案為：3.3×10^-4mol•L^-1•min^-1；
（2）根據(jù)到1、2、3達(dá)平衡用時的多少可以比較出反應(yīng)速率的大小為：3＞2＞1；
故答案為：3＞2＞1；
（3）用p₀表示開始時總壓強(qiáng)，p表示平衡時總壓強(qiáng)，α表示AX的平衡轉(zhuǎn)化率，根據(jù)壓強(qiáng)之比就等于物質(zhì)的量之比有：$\frac{{P}_{0}}{P}$=$\frac{2.6}{P}$，n=$\frac{2.6P}{{P}_{0}}$，
                 AX（g）+2X₂（g）?AX₅（g）
 初始 （mol）      1.3    1.3        0      
 平衡 （mol）     1.3-x   1.3-2x       x     
     （1.3-x）+（1.3-2x）+x=n，x=1.3-0.5n=1.3-0.5×$\frac{2.6P}{{P}_{0}}$，
AX的平衡轉(zhuǎn)化率α=$\frac{1.3-0.5×\frac{2.6P}{{P}_{0}}}{1.3}$×100%=（1-$\frac{P}{{P}_{0}}$）×100%
∴α₁=（1-$\frac{220}{260}$）=×100%=15%
α₂=（1-$\frac{240}{275}$）×100%=13%，
故答案為：（1-$\frac{P}{{P}_{0}}$）； 15%；13%．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的求算、影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素等內(nèi)容，難度中等，關(guān)鍵是要學(xué)生能正確理解壓強(qiáng)與物質(zhì)的量的關(guān)系，并由此進(jìn)行計(jì)算，有點(diǎn)難度，容易出錯．