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)的數據見下表：

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據，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)的規律，得出的結論是________________________________，由此規律推出反應在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)（—1）×100%　94.1%

A(g)　　 B(g) ＋　 C(g)

0.10 0 0

0．10×(1－94.1%)　0.10×94.1%　　0.10×94.1%

K＝＝1.5

(3)①0.10×　0.10×（2—）　②0.051　達到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半　0.013

【解析】　(1)要提高A的轉化率，實際就是使平衡正向移動，根據方程式的特點正反應為氣體物質的量增大的反應，且為吸熱反應，可確定采取的措施。

(2)由阿伏加德羅定律推論可知，在恒溫、恒容條件下，壓強與物質的量成正比，將壓強變化轉化為物質的量變化，從而解決壓強與轉化率的關系。

　　　　　　　 A(g)B(g)＋ C(g)

假設起始物質

的量為1 mol　　 1　　　 0　　 0

轉化物質的量　　 a　　 a　　 a

反應到某時刻　 1－a　　 a　　 a

所以＝，解得a＝(－1) mol。

α(A)＝(－1)×100%

平衡時A的轉化率＝(－1)×100%≈94.1%。

(3)①與(2)思路相似，應用阿伏加德羅定律推論＝，得n總＝0.10×。

由方程式特點，應用差量法可知，反應過程增加的氣體的物質的量，恰好等于反應的A的物質的量。

即：0.1－n(A)＝n(總)－0.1

解得n(A)＝0.2－0.1×

②從上表讀出4 h時p＝7.31

計算得n(A)＝0.2－0.1×≈0.051

依據此表中相鄰兩數據的差，即可得出規律。