Question

將1.2mol的A氣體充入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A（g）?2B（g）．在三種不同條件下進行實驗，A的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示．試回答下列問題：
（1）實驗1中，反應(yīng)在4s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率是

 

；4s時A的轉(zhuǎn)化率為

 

；此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K₁的值為

 

．
（2）實驗2與實驗1對比，其可能隱含的反應(yīng)條件是

 

．
（3）根據(jù)實驗3與實驗1的圖象比較，可推測該反應(yīng)是

 

（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．設(shè)實驗1～3的平衡常數(shù)的值分別為K₁、K₂、K₃，則它們之間的關(guān)系為K₁

 

K₂

 

K₃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）為了驗證增大催化劑的表面積、壓強可提高化學(xué)反應(yīng)速率這一結(jié)論，某同學(xué)在下表實驗1的基礎(chǔ)上又利用該容器設(shè)計了實驗4、5，部分實驗條件及數(shù)據(jù)見下表．
請你完成下表，并在上圖中完成實驗4、5中A的物質(zhì)的量隨時間變化趨勢曲線圖．

實驗編號及其目的	V（容積）/L	t/℃	n（A起始）/mol	n（B起始）/mol	催化劑的質(zhì)量/g	催化劑的表面積/m2?g-1
實驗1 參照對比實驗	2	80	1.2	0	a	b
實驗4：催化劑的表面積對反應(yīng)速率的影響
實驗5目的：	1

Answer 1

考點：濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)v=

△c

t

計算反應(yīng)速率；A的轉(zhuǎn)化率=

A的濃度變化量

A的起始濃度

×100%；依據(jù)化學(xué)方程式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
（2）實驗2與實驗1對比，反應(yīng)都從濃度為0.6mol/LA的反應(yīng)開始建立平衡，溫度相同，平衡時B的濃度相同，到達平衡的時間實驗2比實驗1少，只能是實驗2使用催化劑；
（3）根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響判斷；結(jié)合圖表中平衡常數(shù)隨溫度變化分析K₁、K₂、K₃它們之間的關(guān)系；
（4）根據(jù)該實驗室為了驗證增大催化劑的表面積、壓強可提高化學(xué)反應(yīng)速率這一結(jié)論分析，實驗5目的：探究壓強對反應(yīng)速率的影響，利用影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的因素來分析完成實驗4、5中A的物質(zhì)的量隨時間變化趨勢曲線圖；

解答： 解：（1）根據(jù)圖可知，實驗1中，反應(yīng)在4s內(nèi)A減小了

1.2mol

2L

-

0.75

2L

mol/L=0.225mol/L，所以A平均反應(yīng)速率為

0.225mol/L

4s

=0.05625 mol/（L?s），A的轉(zhuǎn)化率=

A的濃度變化量

A的起始濃度

×100%=

0.225mol/L

0.6mol/L

×100%=37.5%；
 80℃時        A（g）?2B（g）．
起始量（mol）  1.2            0      
變化量（mol）  0.6            1.2    
平衡量（mol）  0.6            1.2   
反應(yīng)平衡常數(shù)K=

( 1.2mol 2L )2

0.6mol 2L

=1.2mol/L，
故答案為：0.05625 mol/（L?s）； 37.5%；1.2mol/L；
（2）實驗2和實驗1相比，反應(yīng)都從濃度為0.6mol/LA的反應(yīng)開始建立平衡，溫度相同，平衡時B的濃度相同，到達平衡的時間實驗2比實驗1少，即條件改變只加快反應(yīng)速率，不影響平衡移動，反應(yīng)前后為氣體體積增加的反應(yīng)，故只能是實驗2使用催化劑，
故答案為：使用催化劑；
（3）根據(jù)實驗3與實驗1的圖象比較，可看出升高溫度，A的平衡濃度減小，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)只隨溫度變化，實驗2與實驗1溫度相同，所以K₁=K₂，
正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度向正反應(yīng)方向進行，實驗3反應(yīng)溫度為85℃，大于實驗1與實驗2溫度，所以生成物濃度大，平衡常數(shù)大，所以K₂＜K₃，
故答案為：吸熱；=；＜；
（4）實驗4：目的是探究催化劑的表面積對反應(yīng)速率的影響，所以只改變催化劑比表面積，探究催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其它參數(shù)不變，可將催化劑的表面積變?yōu)?b（或nb（n＞1）），該實驗室為了驗證增大催化劑的表面積、壓強可提高化學(xué)反應(yīng)速率這一結(jié)論分析，實驗5目的：探究壓強對反應(yīng)速率的影響，所以通過改變?nèi)萜鞯捏w積來實現(xiàn)，所以各數(shù)據(jù)如下，實驗4增大催化劑的表面積不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，實驗5縮小體積容器壓強增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，各成分濃度增大，因?qū)嶒?與實驗1的溫度相同，所以兩者平衡常數(shù)相同，圖象如答案，
故答案為：

實驗編號及其目的	V（容積）/L	t/℃	n（A起始）/mol	n（B起始）/mol	催化劑的質(zhì)量/g	催化劑的表面積/m2?g-1
	2	80	1.2	0	a	2b（或nb（n＞1））
實驗5目的：壓強對反應(yīng)速率的影響		80	1.2	0	a	b

；

點評：本題以圖象為載體考查平衡影響因素、平衡常數(shù)的計算、讀圖提取信息能力，題目難度中等，注意結(jié)合圖的信息運用知識解決問題．