Question

【題目】在2 L的密閉容器中，某化學(xué)反應(yīng)2AB＋D在四種不同條件下進(jìn)行，A、B、D都為氣體，且B、D起始濃度為0，反應(yīng)物A的物質(zhì)的量(mol)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如下表：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，回答以下問題：

(1)實(shí)驗(yàn)1中，10至30分鐘時(shí)間內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為________mol·L－1·min－1，達(dá)平衡時(shí)B物質(zhì)的濃度為________，A的轉(zhuǎn)化率為________。

(2)實(shí)驗(yàn)2中，隱含的反應(yīng)條件可能是________。

(3)實(shí)驗(yàn)3中，A的起始的物質(zhì)的量________(填“>”“<”或“＝”)1.0 mol，實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)1的起始速率v3________(填“>”“<”或“＝”)v1，由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)5可確定上述反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”) 反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)4中，該反應(yīng)溫度下其平衡常數(shù)為________。

(4)若開始時(shí)在實(shí)驗(yàn)2的密閉容器中充入1.0molB,1.0molD，達(dá)平衡時(shí)A物質(zhì)的濃度為________。

Answer 1

【答案】 5.75×10-3 0.125molL－1 50% 縮小容器的體積或使用催化劑 > > 吸熱 4 0.5 molL－1

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)1中10至30分鐘A的物質(zhì)的量的改變量為0.80mol-0.57mol=0.23mol，所以用A表示的反應(yīng)速率ν(A)= 5.75×10-3mol/(L·min)；由表中數(shù)據(jù)可知達(dá)到平衡時(shí)A的物質(zhì)的量改變了0.5mol,所以A的轉(zhuǎn)化率為==50%；由化學(xué)方程式可得B的物質(zhì)的量改變0.25mol，所以平衡時(shí)B的濃度為c(B)==0.125mol/L。

(2)實(shí)驗(yàn)1、2相比，實(shí)驗(yàn)2在相同的時(shí)間段內(nèi)，A消耗的多，即實(shí)驗(yàn)2的速率比實(shí)驗(yàn)1大，但平衡時(shí)A的物質(zhì)的量不變，結(jié)合反應(yīng)前后氣體體積不變的特點(diǎn)，所以實(shí)驗(yàn)2中隱含的反應(yīng)條件可能是縮小容器的體積即加壓、或使用了催化劑；

(3)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)1相比，平衡時(shí)A的物質(zhì)的量增大，說明A的起始物質(zhì)的量大于1.0mol；因此A的起始濃度大于實(shí)驗(yàn)1的，反應(yīng)速率也大于實(shí)驗(yàn)1的，即v3>v1；實(shí)驗(yàn)5是實(shí)驗(yàn)1升高溫度的結(jié)果，平衡時(shí)A的物質(zhì)的量減小了，即升高溫度，平衡正向移動(dòng)，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)4的數(shù)據(jù)可知，該溫度下的平衡常數(shù)K== =4；

(4)若開始時(shí)在實(shí)驗(yàn)2的密閉容器中充入1molB,1molD，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，所以這時(shí)建立的平衡與實(shí)驗(yàn)2是等效平衡，只是濃度是實(shí)驗(yàn)2的二倍，即達(dá)平衡時(shí)A物質(zhì)的濃度為==0.50mol/L。