Question

6．將1.2mol的A氣體充入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A（g）?2B（g）．在三種不同條件下進行實驗，A的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示．試回答下列問題：
（1）實驗1中，4s時A的轉(zhuǎn)化率為37.5%；此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁的值為1.2mol/L．
（2）實驗2與實驗1對比，其可能隱含的反應(yīng)條件是使用催化劑．
（3）根據(jù)實驗3與實驗1的圖象比較，可推測該反應(yīng)是吸熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．設(shè)實驗1～3的平衡常數(shù)的值分別為K₁、K₂、K₃，則它們之間的關(guān)系為K₁=K₂＜K₃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）為了驗證增大催化劑的表面積、增大壓強可提高化學(xué)反應(yīng)速率這一結(jié)論，某同學(xué)在實驗1的基礎(chǔ)上又利用該容器設(shè)計了實驗4和實驗5，部分實驗條件及數(shù)據(jù)見下表．請將表格補充完整

實驗編號 及其目的	V（容積）/L	t/℃	n（A起始）/mol	n（B起始）/mol	催化劑的質(zhì)量/g	催化劑的表面積/m2•g-1[來源：Z．xx．k．Com]
實驗1 參照對比實驗	2	80	1.2	0	a	b
實驗4：催化劑的表面積對反應(yīng)速率的影響
實驗5目的：	1

Answer 1

分析 （1）A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{A的濃度變化量}{A的起始濃度}$×100%；依據(jù)化學(xué)方程式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）實驗2與實驗1對比，反應(yīng)都從濃度為0.6mol/LA的反應(yīng)開始建立平衡，溫度相同，平衡時B的濃度相同，到達平衡的時間實驗2比實驗1少，只能是實驗2使用催化劑；
（3）根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響判斷；結(jié)合圖表中平衡常數(shù)隨溫度變化分析K₁、K₂、K₃它們之間的關(guān)系；
（4）根據(jù)該實驗室為了驗證增大催化劑的表面積、壓強可提高化學(xué)反應(yīng)速率這一結(jié)論分析，實驗5目的：探究壓強對反應(yīng)速率的影響．

解答 解：（1）根據(jù)圖象可知：A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{A的濃度變化量}{A的起始濃度}$×100%=$\frac{0.225mol•{L}^{-1}}{0.6mol{•L}^{-1}}$×100%=37.5%；
 80℃時        A（g）?2B（g）．
起始量（mol）  1.2            0      
變化量（mol）  0.6            1.2    
平衡量（mol）  0.6            1.2   
反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（B）}{c（A）}$=$\frac{（\frac{1.2mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.6mol}{2L}}$═1.2mol/L，
故答案為：37.5%；1.2mol/L；
（2）實驗2和實驗1相比，反應(yīng)都從濃度為0.6mol/LA的反應(yīng)開始建立平衡，溫度相同，平衡時B的濃度相同，到達平衡的時間實驗2比實驗1少，即條件改變只加快反應(yīng)速率，不影響平衡移動，反應(yīng)前后為氣體體積增加的反應(yīng)，故只能是實驗2使用催化劑，
故答案為：使用催化劑；
（3）根據(jù)實驗3與實驗1的圖象比較，可看出升高溫度，A的平衡濃度減小，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)只隨溫度變化，實驗2與實驗1溫度相同，所以K₁=K₂，
正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度向正反應(yīng)方向進行，實驗3反應(yīng)溫度為85℃，大于實驗1與實驗2溫度，所以生成物濃度大，平衡常數(shù)大，所以K₂＜K₃，
故答案為：吸熱；=；＜；
（4）實驗4：目的是探究催化劑的表面積對反應(yīng)速率的影響，所以只改變催化劑比表面積，探究催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其它參數(shù)不變，可將催化劑的表面積變?yōu)?b（或nb（n＞1）），該實驗室為了驗證增大催化劑的表面積、壓強可提高化學(xué)反應(yīng)速率這一結(jié)論分析，實驗5目的：探究壓強對反應(yīng)速率的影響，所以通過改變?nèi)萜鞯捏w積來實現(xiàn)，所以各數(shù)據(jù)如下，
故答案為：

實驗編號及其目的	V（容積）/L	t/℃	n（A起始）/mol	n（B起始）/mol	催化劑的質(zhì)量/g	催化劑的表面積/m2•g-1
	2	80	1.2	0	a	2b（或nb（n＞1））
實驗5目的： 壓強對反應(yīng)速率的影響		80	1.2	0	a	b

點評 本題以圖象為載體考查平衡影響因素、平衡常數(shù)的計算、讀圖提取信息能力，題目難度中等，注意結(jié)合圖的信息運用知識解決問題．