Question

溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol/L、c(B )=0.200 mol/L及c(C )=0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。

请回答下列问题：

(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：②                   ；③                       。

(2)实验②平衡时B的转化率为        ；实验③平衡时C的浓度为         。

(3)该反应的ΔH       0，其判断理由是                                。

(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：实验②：v(B)=             。

Answer

(1)加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变 温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小

(2)40%(或0.4) 0.06 mol/L

(3)＞ 升高温度平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应

(4)0.014 mol/(L·min)

【解析】这是一道数形结合的反应原理试题，关键是找出图形中①②③三条曲线的转折点：达到平衡的时间①＞③＞②，但A的平衡浓度关系是①＝②＞③，说明②是使用了催化剂，③是升高温度。

(1)②使用了(正)催化剂；理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂；③升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比，③达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是加催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的。

(2)不妨令溶液为1 L，则②中达平衡时A转化了0.04 mol，由反应计量数可知B转化了0.08 mol，所以B的转化率为×100%=40%；同样③中A转化了

0.06 mol，则生成C为0.06 mol,体积不变，即平衡时c(C)=0.06 mol/L。

(3)ΔH＞0；理由：由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正反应方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应，ΔH＞0。

(4)从图上读数，进行到4.0 min时，实验②A的浓度为：0.072 mol/L,则Δc(A)=0.100-0.072=0.028(mol/L),v(A)=Δc(A)/Δt= =

0.007 mol/(L·min),所以 v(B)=2v(A)=0.014 mol/(L·min)。