Question

1．反應(yīng) 3A（g）?2B（g）+D（g）在四種不同條件下進(jìn)行，B、D的起始濃度為0．反應(yīng)物A 的濃度 c 隨時(shí)間 t 的變化情況如表：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)		0	10	20	30	40	50
1	500	2.0	1.6	1.3	1.0	0.8	0.8
2	500	c2	1.2	0.8	0.8	0.8	0.8
3	500	c3	1.7	1.3	1.0	1.0	1.0
4	600	2.0	1.1	0.9	0.9	0.9	0.9

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10min～20min 內(nèi)D的平均速率為0.01 mol/（L•min）
（2）在實(shí)驗(yàn) 2，A 的初始濃度 c₂=2.0 mol/L，反應(yīng)經(jīng)20min 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正催化劑
（3）設(shè)實(shí)驗(yàn) 3、1平衡時(shí)的反應(yīng)速率為 v₃、v₁，則 v₃＞v₁（填＜、＞或=），且c₃=2.5 mol/L
（4）推測(cè)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填吸熱或放熱）．理由是從實(shí)驗(yàn)1到實(shí)驗(yàn)4，溫度升高，A的平衡濃度升高，說(shuō)明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)在10min～20min 內(nèi)A的濃度變化量=（1.6-1.3）mol/L=0.3mol/L，v（A）=$\frac{0.3mol/L}{10min}$=0.03mol/L，同一可逆反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，據(jù)此計(jì)算D的反應(yīng)速率；
（2）1、2反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，但10min時(shí)A物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不同，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)2的目的是探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，所以1、2中A的初始濃度相同；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變；
（3）相同溫度、相同體積時(shí)，物質(zhì)的量濃度越大反應(yīng)速率越大；實(shí)驗(yàn)1中，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A物質(zhì)濃度變化量=（2.0-0.8）mol/L=1.2mol/L，c（B）=$\frac{2}{3}×1.2mol/L$=0.8mol/L，
c（D）=$\frac{1}{3}×1.2mol/L$=0.4mol/L，平衡常數(shù)K=$\frac{（0.8）^{2}×0.4}{（0.8）^{3}}$=0.5；
溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，實(shí)驗(yàn)3中A物質(zhì)濃度變化量=（c₃-1.0）mol/L，c（B）=$\frac{2}{3}×（{c}_{3}-1.0）$mol/L，
c（D）=$\frac{1}{3}×（{c}_{3}-1.0）$mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{[\frac{2}{3}×（{c}_{3}-1.0）]^{2}．[\frac{1}{3}×（{c}_{3}-1.0）]}{1．{0}^{3}}$=0.5；
（4）升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答 解：（1）反應(yīng)在10min～20min 內(nèi)A的濃度變化量=（1.6-1.3）mol/L=0.3mol/L，v（A）=$\frac{0.3mol/L}{10min}$=0.03mol/（L．min），同一可逆反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以v（D）=$\frac{1}{3}$v（A）=$\frac{1}{3}$×0.03mol/（L．min）=0.01mol/（L．min），
故答案為：0.01；
（2）1、2反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，但10min時(shí)A物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不同，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)2的目的是探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，所以1、2中A的初始濃度相同，則c₂=2.0mol/L；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，20min時(shí)A的物質(zhì)的量濃度不變，所以20min時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，
故答案為：2.0；20；加入了正催化劑；
（3）相同溫度、相同體積時(shí)，物質(zhì)的量濃度越大反應(yīng)速率越大，所以v₃＞v₁；
實(shí)驗(yàn)1中，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A物質(zhì)濃度變化量=（2.0-0.8）mol/L=1.2mol/L，c（B）=$\frac{2}{3}×1.2mol/L$=0.8mol/L，
c（D）=$\frac{1}{3}×1.2mol/L$=0.4mol/L，平衡常數(shù)K=$\frac{（0.8）^{2}×0.4}{（0.8）^{3}}$=0.5；
溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，實(shí)驗(yàn)3中A物質(zhì)濃度變化量=（c₃-1.0）mol/L，c（B）=$\frac{2}{3}×（{c}_{3}-1.0）$mol/L，
c（D）=$\frac{1}{3}×（{c}_{3}-1.0）$mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{[\frac{2}{3}×（{c}_{3}-1.0）]^{2}．[\frac{1}{3}×（{c}_{3}-1.0）]}{1．{0}^{3}}$=0.5，
c₃=2.5，
故答案為：＞；2.5；  
（4）從實(shí)驗(yàn)1到實(shí)驗(yàn)4，溫度升高，A的平衡濃度升高，說(shuō)明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；從實(shí)驗(yàn)1到實(shí)驗(yàn)4，溫度升高，A的平衡濃度升高，說(shuō)明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究化學(xué)反應(yīng)速率影響因素及化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及總結(jié)歸納能力，正確分析表中數(shù)據(jù)及推斷改變條件是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是（3）中c₃的計(jì)算，題目難度中等，注意：溫度不變平衡常數(shù)不變．