Question

1．某化学反应2A（g）?B（g）+D（g）在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度c随反应时间t的变化情况如下表：

实验 序号	t/min c/（mol•L-1） 温度/℃	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

根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1中，反应在10-20min内A平均速率为0.013mol/（L•min）．
（2）在实验2中，A的初始浓度为c₂=1.0mol/L，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是使用催化剂．
（3）设实验3的反应速率为v₃，实验1的反应速率为v₁，则v₃＞v₁（填“＞”、“=”或“＜”），且c₃＞1.0mol/L（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）比较实验4和实验1，通过计算说明温度对反应速率的影响温度越高反应速率越快．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算10～20min时间内A表示的平均反应速率；
（2）温度相同，达平衡后A的物质的量浓度相同，且B、D起始浓度为0，所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0mol•L^-1 ；
温度相同，达平衡后A的物质的量浓度相同，但达平衡时实验2的时间较短，所以只能是加入催化剂；
（3）实验1、3比较，温度相同，10min-20min时，实验3的浓度减少量都大于实验1的，所以实验3的反应速率大于实验1；
实验1、3 温度相同，平衡常数相同，计算实验1中平衡时各组分浓度，根据K=$\frac{c（B）×c（D）}{{c}^{2}（A）}$计算平衡常数，用c₃表示出平衡时各组分浓度，再利用平衡常数列方程计算；
（4）均在30min到达平衡，相同时间内浓度变化量越大，反应速率越快．

解答 解：（1）实验①10～20min内A的平均反应速率为v（A）=$\frac{（0.8-0.67）mol/L}{20min-10min}$=0.013mol/（L•min），
故答案为：0.013；
（2）实验1、2，温度相同，达平衡后A的物质的量浓度相同，且B、D起始浓度为0，所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0mol•L^-1 ；
温度相同，达平衡后A的物质的量浓度相同，但达平衡时2组的时间较短，所以只能是使用催化剂；
故答案为：1.0；使用催化剂；
（3）实验1、3比较，温度相同，10min-20min时，实验3的浓度减少量都大于实验1的，所以实验3的反应速率大于实验1的，即v₃＞v₁；
实验1在30min时反应达到平衡，
               2A（g）?B（g）+D（g）
起始（mol•L^-1）：1.0     0      0
反应（mol•L^-1）：0.50    0.25   0.25
平衡（mol•L^-1）：0.50    0.25   0.25
该温度下平衡常数K=$\frac{0.25×0.25}{0．{5}^{2}}$=0.25，
实验3的温度与实验1的温度相同，温度不变，平衡常数相同，
              2A（g）?B（g）+D（g）
起始（mol•L^-1）：C₃ 0      0
反应（mol•L^-1）：0.6     0.30   0.30
平衡（mol•L^-1）：c₃-0.60 0.30   0.30
则K=$\frac{0.3×0.3}{（{c}_{3}-0.6）^{2}}$=0.25，解得：c₃=1.2，故c₃＞1.0mol/L，
故答案为：＞；＞；
（4）均在30min到达平衡，相同时间内，实验1中A的浓度变化量为（1-0.5）mol/L=0.5mol/L，实验4中A的浓度变化量为（1-0.2）mol/L=0.8mol/L，实验4的反应速率更快，即温度越高反应速率越快，
故答案为：温度越高反应速率越快．

点评 本题考查化学平衡的计算与影响因素、反应速率计算、平衡常数应用等，侧重考查学生对数据的分析处理能力、知识迁移运用能力，题目难度中等．