Question

20．某化學(xué)反應(yīng)2A（g）?B（g）+D（g）在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為零，反應(yīng)物A的濃度（mol•L^-1）隨反應(yīng)時(shí)間（min）的變化情況如表：

實(shí)驗(yàn)序號	時(shí)間 濃度 溫度	0	10	20	30	40	50	60
1	800℃	1.0	0.80	0.67	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)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：
（1）實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20分鐘時(shí)間內(nèi)A平均速率為0.013mol/（L．min）．
（2）實(shí)驗(yàn)2，A的初始濃度c₂=1.0 mol•L^-1，推測實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是加入催化劑．
（3）800℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25
（4）設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為v₃，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為v₁，則v₃＞v₁（填＞、＜、=），且C₃=1.2mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20分鐘時(shí)間內(nèi)△c（A）=（0.8-0.67）mol/L=0.13mol/L，再根據(jù)c=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（A）；
（2）實(shí)驗(yàn)1、2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；到達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)2的時(shí)間較短，實(shí)驗(yàn)2應(yīng)是加入催化劑；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1計(jì)算平衡時(shí)各組分物質(zhì)的量濃度，代入K=$\frac{c（B）×c（D）}{{c}^{2}（A）}$計(jì)算平衡常數(shù)；
（4）實(shí)驗(yàn)1、3溫度相同，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，二者為等效平衡，平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)3中A的濃度大，說明A的起始濃度大，濃度越大反應(yīng)速率越快，平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)1、3中A的轉(zhuǎn)化率相等，進(jìn)而計(jì)算實(shí)驗(yàn)3中A的起始濃度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20分鐘時(shí)間內(nèi)△c（A）=（0.8-0.67）mol/L=0.13mol/L，則v（A）=$\frac{0.13mol/L}{10min}$=0.013mol/（L．min），故答案為：0.013mol/（L．min）；
（2）實(shí)驗(yàn)1、2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 ，到達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)2的時(shí)間較短，實(shí)驗(yàn)2應(yīng)是加入催化劑，
故答案為：1.0；加入催化劑；
（3）實(shí)驗(yàn)1平衡時(shí)A的濃度為0.5mol/L，則：
               2A（g）?B（g）+D（g）
起始濃度（mol/L）：1       0      0
變化濃度（mol/L）：0.5     0.25   0.25
平衡濃度（mol/L）：0.5     0.25   0.25
800℃時(shí)該反應(yīng)的K=$\frac{c（B）×c（D）}{{c}^{2}（A）}$=$\frac{0.25×0.25}{0．{5}^{2}}$=0.25m，
故答案為：0.25；
（4）實(shí)驗(yàn)1、3溫度相同，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，二者為等效平衡，平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)3中A的濃度大，說明A的起始濃度大，濃度越大反應(yīng)速率越快，即v₃＞v₁，
平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)1、3中A的轉(zhuǎn)化率相等，實(shí)驗(yàn)1中A的轉(zhuǎn)化率為50%，故實(shí)驗(yàn)3中A的起始濃度C₃=$\frac{0.6mol/L}{50%}$=1.2mol/L，
故答案為：＞；1.2．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力，（4）中注意利用等效平衡解答，也可以利用平衡常數(shù)計(jì)算．