Question

1．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0，反應(yīng)物A的濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表：

實(shí)驗(yàn) 序號	t/min c/（mol•L-1） 溫度/℃	0	10	20	30	40	50	60
1	800	1.0	0.80	0.67	0.50	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中，反應(yīng)在10-20min內(nèi)A平均速率為0.013mol/（L•min）．
（2）在實(shí)驗(yàn)2中，A的初始濃度為c₂=1.0mol/L，反應(yīng)經(jīng)20min就達(dá)到平衡，可推測實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是使用催化劑．
（3）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“＞”、“=”或“＜”），且c₃＞1.0mol/L（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，通過計(jì)算說明溫度對反應(yīng)速率的影響溫度越高反應(yīng)速率越快．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算10～20min時(shí)間內(nèi)A表示的平均反應(yīng)速率；
（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 ；
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)實(shí)驗(yàn)2的時(shí)間較短，所以只能是加入催化劑；
（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；
實(shí)驗(yàn)1、3 溫度相同，平衡常數(shù)相同，計(jì)算實(shí)驗(yàn)1中平衡時(shí)各組分濃度，根據(jù)K=$\frac{c（B）×c（D）}{{c}^{2}（A）}$計(jì)算平衡常數(shù)，用c₃表示出平衡時(shí)各組分濃度，再利用平衡常數(shù)列方程計(jì)算；
（4）均在30min到達(dá)平衡，相同時(shí)間內(nèi)濃度變化量越大，反應(yīng)速率越快．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①10～20min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為v（A）=$\frac{（0.8-0.67）mol/L}{20min-10min}$=0.013mol/（L•min），
故答案為：0.013；
（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 ；
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，所以只能是使用催化劑；
故答案為：1.0；使用催化劑；
（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在30min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=$\frac{0.25×0.25}{0．{5}^{2}}$=0.25，
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)相同，
              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
則K=$\frac{0.3×0.3}{（{c}_{3}-0.6）^{2}}$=0.25，解得：c₃=1.2，故c₃＞1.0mol/L，
故答案為：＞；＞；
（4）均在30min到達(dá)平衡，相同時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)1中A的濃度變化量為（1-0.5）mol/L=0.5mol/L，實(shí)驗(yàn)4中A的濃度變化量為（1-0.2）mol/L=0.8mol/L，實(shí)驗(yàn)4的反應(yīng)速率更快，即溫度越高反應(yīng)速率越快，
故答案為：溫度越高反應(yīng)速率越快．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)應(yīng)用等，側(cè)重考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析處理能力、知識遷移運(yùn)用能力，題目難度中等．