Question

在一恒容密闭容器中发生某化学反应2A(g)B(g)+C(g)，在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在850℃，B、C的起始浓度都为0，反应物A的浓度(mol·L^-1)随时间(min)的变化如图所示：

试回答下列问题：
(1)在实验Ⅰ中，反应在20min至40min内A的平均反应速率为___________mol·L^-1min^-1。
(2)实验Ⅱ和实验I相比，可能隐含的反应条件是_____________________________。
(3)根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较，可推测该反应降低温度，平衡向_____（填“正”或“逆”）反应方向移动，该正反应是_________（填“放热”或“吸热”）反应。
(4)与实验Ⅰ相比，若实验Ⅰ中的A的起始浓度改为0.8 mol·L^-1,其它条件不变,则达到平衡时所需用的时间___________实验Ⅰ(填写“大于”、“等于”或“小于”)。

Answer 1

(1)0.01    (2)使用了催化剂    (3)逆, 吸热   (4)大于

试题分析：（1）根据图像可知，实验I中，反应在20min至40min内A的浓度变化力＝了0.65mol/L－0.5mol/L＝0.15mol/L，所以物质A的反应速率v(A)＝0.15mol/L ÷20min＝0.0075 mol·L^-1 ·min^-1。
（2）根据图象可知，实验Ⅰ、Ⅱ达到平衡时A的浓度相同，但到达平衡的时间减少，所以实验Ⅱ中采取的措施应为在实验Ⅰ的基础上加入了催化剂。
（3）根据图象可知，温度升高，A的浓度降低，这说明正反应为吸热反应。因此降低温度，平衡向逆反应方向移动。
（4）若实验Ⅰ中的A的起始浓度改为0.8 mol·L^-1＜1 mol·L^-1。浓度减小，反应速率降低，则达到平衡时所需用的时间变长。
点评：本题是高考中的常见图像，对学生的要求较高。该题的关键是通过分析图像中的有关变量，找出反应速率和平衡状态与这些变量之间的关系，然后灵活运用即可。该题有利于培养学生的图像识别能力、数据分析和数据处理能力，有利于拓展学生的解题思路，开阔学生的思维。