Question

1．反应 3A（g）?2B（g）+D（g）在四种不同条件下进行，B、D的起始浓度为0．反应物A 的浓度 c 随时间 t 的变化情况如表：

实验 序号		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

根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验 1，反应在10min～20min 内D的平均速率为0.01 mol/（L•min）
（2）在实验 2，A 的初始浓度 c₂=2.0 mol/L，反应经20min 就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是加入正催化剂
（3）设实验 3、1平衡时的反应速率为 v₃、v₁，则 v₃＞v₁（填＜、＞或=），且c₃=2.5 mol/L
（4）推测正反应是放热反应（填吸热或放热）．理由是从实验1到实验4，温度升高，A的平衡浓度升高，说明升温平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应．

Answer 1

分析 （1）反应在10min～20min 内A的浓度变化量=（1.6-1.3）mol/L=0.3mol/L，v（A）=$\frac{0.3mol/L}{10min}$=0.03mol/L，同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，据此计算D的反应速率；
（2）1、2反应达到平衡状态时A物质的物质的量浓度不变，但10min时A物质的物质的量浓度不同，说明实验2的目的是探究催化剂对化学反应速率的影响，所以1、2中A的初始浓度相同；反应达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变；
（3）相同温度、相同体积时，物质的量浓度越大反应速率越大；实验1中，达到平衡状态时A物质浓度变化量=（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，平衡常数K=$\frac{（0.8）^{2}×0.4}{（0.8）^{3}}$=0.5；
温度不变，化学平衡常数不变，实验3中A物质浓度变化量=（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，化学平衡常数K=$\frac{[\frac{2}{3}×（{c}_{3}-1.0）]^{2}．[\frac{1}{3}×（{c}_{3}-1.0）]}{1．{0}^{3}}$=0.5；
（4）升高温度，平衡向吸热反应方向移动．

解答 解：（1）反应在10min～20min 内A的浓度变化量=（1.6-1.3）mol/L=0.3mol/L，v（A）=$\frac{0.3mol/L}{10min}$=0.03mol/（L．min），同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以v（D）=$\frac{1}{3}$v（A）=$\frac{1}{3}$×0.03mol/（L．min）=0.01mol/（L．min），
故答案为：0.01；
（2）1、2反应达到平衡状态时A物质的物质的量浓度不变，但10min时A物质的物质的量浓度不同，说明实验2的目的是探究催化剂对化学反应速率的影响，所以1、2中A的初始浓度相同，则c₂=2.0mol/L；反应达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，20min时A的物质的量浓度不变，所以20min时该反应达到平衡状态，
故答案为：2.0；20；加入了正催化剂；
（3）相同温度、相同体积时，物质的量浓度越大反应速率越大，所以v₃＞v₁；
实验1中，达到平衡状态时A物质浓度变化量=（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，平衡常数K=$\frac{（0.8）^{2}×0.4}{（0.8）^{3}}$=0.5；
温度不变，化学平衡常数不变，实验3中A物质浓度变化量=（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，化学平衡常数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，
故答案为：＞；2.5；  
（4）从实验1到实验4，温度升高，A的平衡浓度升高，说明升温平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应，
故答案为：放热；从实验1到实验4，温度升高，A的平衡浓度升高，说明升温平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应．

点评 本题考查探究化学反应速率影响因素及化学平衡有关计算，侧重考查学生分析判断及总结归纳能力，正确分析表中数据及推断改变条件是解本题关键，难点是（3）中c₃的计算，题目难度中等，注意：温度不变平衡常数不变．