Question

5．在固定容積的容器中，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（ mol/L ）隨反應(yīng)時(shí)間（ min ）的變化情況見表．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	溫度	0min	10min	20min	30min	40min	50min	60min
1	820℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	820℃	c1	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	800℃	c2	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	800℃	1.0	0.20	0.20	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10min至20min時(shí)間內(nèi)平均速率v（A）為0.013mol/（L•min）；達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率是50%，B的濃度是0.25mol/L；800℃時(shí)，該反應(yīng)2A（g）?B（g）+D（g） 的平衡常數(shù)數(shù)值是0.25；若同溫下，另一個(gè)恒容密閉的容器中也在發(fā)生該反應(yīng)，某時(shí)刻A、B、D的濃度均為2mol/L，則該時(shí)刻v（正）＜v（逆）（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）在實(shí)驗(yàn)2中，A的初始濃度c₁=1.0mol/L，反應(yīng)經(jīng)20min就達(dá)到平衡，可推測(cè)實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是使用了催化劑．
（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c₂＞ 1.0mol/L （填“＞”“=”或“＜”）．
（4）比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，可推測(cè)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)1中，反應(yīng)在10min至20min時(shí)間內(nèi)，A的濃度減少0.8mol/L-0.67mol/L=0.13mol/L，結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算速率；40min時(shí)達(dá)到平衡，則
         2A（g）?B（g）+D（g）
開始   1.0          0          0
轉(zhuǎn)化  0.5          0.25        0.25
平衡  0.5          0.25       0.25
結(jié)合K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比及Qc與K比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（2）實(shí)驗(yàn)1、2的平衡濃度相應(yīng)，則起始濃度相同，實(shí)驗(yàn)2中反應(yīng)速率快；
（3）溫度高反應(yīng)速率快，平衡濃度大的起始濃度大；
（4）由實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1可知，起始濃度相同，溫度不同，溫度越低，平衡時(shí)反應(yīng)物A的濃度越小，則降到溫度，平衡正向移動(dòng)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)1中，反應(yīng)在10min至20min時(shí)間內(nèi)，A的濃度減少0.8mol/L-0.67mol/L=0.13mol/L，10min至20min時(shí)間內(nèi)平均速率v（A）為$\frac{0.13mol/L}{10min}$=0.013mol/（L•min）；40min時(shí)達(dá)到平衡，則
         2A（g）?B（g）+D（g）
開始   1.0          0          0
轉(zhuǎn)化  0.5          0.25        0.25
平衡  0.5          0.25       0.25
達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率是$\frac{0.5}{1.0}$×100%=50%，B的濃度是0.25mol/L；800℃時(shí)，該反應(yīng)2A（g）?B（g）+D（g） 的平衡常數(shù)K=$\frac{0.25×0.25}{0．{5}^{2}}$=0.25；
若同溫下，另一個(gè)恒容密閉的容器中也在發(fā)生該反應(yīng)，某時(shí)刻A、B、D的濃度均為2mol/L，Qc=$\frac{2×2}{{2}^{2}}$=1＞K，則平衡逆向移動(dòng)，該時(shí)刻v（正）＜v（逆），
故答案為：0.013；50%； 0.25 mol/L； 0.25；＜；
（2）實(shí)驗(yàn)1、2的平衡濃度相應(yīng)，則起始濃度相同，可知A的初始濃度c₁=1.0mol/L，實(shí)驗(yàn)2中反應(yīng)速率快，則實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是使用了催化劑，
故答案為：1.0；使用了催化劑；
（3）溫度高反應(yīng)速率快，平衡濃度大的起始濃度大，實(shí)驗(yàn)3中溫度低，平衡濃度大，則v₃＜v₁，則c₂＞1.0mol/L，
故答案為：＜；＞；
（4）由實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1可知，起始濃度相同，溫度不同，溫度越低，平衡時(shí)反應(yīng)物A的濃度越小，則降到溫度，平衡正向移動(dòng)，可知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)平衡三段法、K的計(jì)算、平衡移動(dòng)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意表格中數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用，題目難度不大．