Question

18．恒容密閉容器中，某化學(xué)反應(yīng)2A?B+D在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為0，反應(yīng)物A的濃度（mol/L）隨反應(yīng)時(shí)間（min）的變化情況如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	濃度（mol/L）		時(shí)間（min）
			0	10	20	30	40	50	60
1	溫 度	800℃	1.0	0.80	O．64	0.57	0.50	0.50	0.50
2		800℃	C2	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3		800℃	C3	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4		820℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：
（1）在實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在前20min內(nèi)用B的濃度變化來表示的平均速率為0.009mol/（L•min）．
（2）在實(shí)驗(yàn)2，A的初始濃度c₂=1.0mol/L，反應(yīng)在 20分鐘內(nèi)就達(dá)到平衡，可推測(cè)實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是加入催化劑．
（3）設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為υ₃，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為υ₁（用同種物質(zhì)的濃度變化表示），則達(dá)到平衡時(shí)υ₃＞υ₁（填＞、=、＜=）且c₃=1.2 mol/L．
（4）比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)（選填“吸熱”、“放熱”）．
（5）800℃時(shí)，反應(yīng)2A?B+D的平衡常數(shù)=0.25，實(shí)驗(yàn)2中達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率=50%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平均化學(xué)反應(yīng)速率公式v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算，又根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)前化學(xué)計(jì)量數(shù)比；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2數(shù)據(jù)利用影響速率的因素來分析；
（3）根據(jù)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析；利用相同溫度下平衡常數(shù)不變進(jìn)行計(jì)算；
（4）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響判斷；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2數(shù)據(jù)可求出800℃時(shí)反應(yīng)2A?B+D的平衡常數(shù)和實(shí)驗(yàn)2中達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）2v（B）=v（A），v（B）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（1.0-0.64）mol/L}{20min}$×$\frac{1}{2}$=0.009mol/（L．min），
故答案為：0.009；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2數(shù)據(jù)分析，溫度相同，達(dá)平衡后A的物質(zhì)的量濃度相同，且B、D起始濃度為0，所以兩組實(shí)驗(yàn)中A的起始濃度相同為1.0mol•L^-1 ；溫度相同，達(dá)平衡后A的物質(zhì)的量濃度相同，但達(dá)平衡時(shí)2組的時(shí)間較短，所以只能是加入催化劑；
故答案為：1.0；加入催化劑．
（3）實(shí)驗(yàn)1、3比較，溫度相同，10min-20min時(shí)，實(shí)驗(yàn)3的濃度減少量都大于實(shí)驗(yàn)1的，所以實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率大于實(shí)驗(yàn)1的，即v₃＞v₁；
實(shí)驗(yàn)1可知40min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡
                            2A（g）?B（g）+D（g）
起始（mol•L^-1）     1.0          0           0
反應(yīng)（mol•L^-1）    0.50        0.25       0.25
平衡（mol•L^-1）    0.50        0.25        0.25
該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{c（D）×c（B）}{{c}^{2}（A）}$=$\frac{0.25×0.25}{0.5{0}^{2}}$=$\frac{1}{4}$；
實(shí)驗(yàn)3的溫度與實(shí)驗(yàn)1的溫度相同，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
                           2A（g）?B（g）+D（g）
起始（mol•L^-1）      C₃          0          0
反應(yīng)（mol•L^-1）     0.6        0.30      0.30
平衡（mol•L^-1）    C₃-0.60    0.30     0.30
該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{c（D）×c（B）}{{c}^{2}（A）}$=$\frac{0.30×0.30}{（{c}_{3}-0.60）^{2}}$=$\frac{1}{4}$；
解得：C₃=1.2；
故答案為：＞；1.2；
（4）實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1比，溫度升高，達(dá)平衡時(shí)A的平衡濃度減小；溫度升高，化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
故答案為：吸熱；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)可求出800℃時(shí)反應(yīng)2A?B+D的平衡常數(shù)，該溫度下平衡常數(shù)K=$\frac{c（D）×c（B）}{{c}^{2}（A）}$=$\frac{0.25×0.25}{0.5{0}^{2}}$=$\frac{1}{4}$=0.25；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)2數(shù)據(jù)可求出達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率，
                            2A（g）?B（g）+D（g）
起始（mol•L^-1）     1.0          0           0
反應(yīng)（mol•L^-1）    0.50        0.25       0.25
平衡（mol•L^-1）    0.50        0.25        0.25
A的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.50mol/L}{1.0mol/L}$×100%=50%
故答案為：0.25；50%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的分析判斷，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算應(yīng)用，平衡常數(shù)概念和轉(zhuǎn)化率概念的計(jì)算分析，注意影響平衡因素的分析判斷條件，題目難度中等．