Question

将1.2mol的A气体充入2L恒容密闭容器中发生反应：A(g） 2B(g）。在三种不同条件下进行实验，A的物质的量随时间的变化如图所示。试回答下列问题：

（1）实验1中，4s时A的转化率为           ；此条件下该反应的平衡常数K₁的值为              。

（2）实验2与实验1对比，其可能隐含的反应条件是               。

（3）根据实验3与实验1的图象比较，可推测该反应是            （填“放热”或“吸热”）反应。设实验1～3的平衡常数的值分别为K₁、K₂、K₃，则它们之间的关系为K₁     K₂     K₃（填“>”、“<”或“=”）。

（4）为了验证增大催化剂的表面积、增大压强可提高化学反应速率这一结论，某同学在实验1的基础上又利用该容器设计了实验4和实验5，部分实验条件及数据见下表。请将表格补充完整。

实验编号 及其目的	V(容积）/L	t/℃	n(A起始）/mol	n(B起始）/mol	催化剂的质量/g	催化剂的表面积/m^2·g^—^1
实验1参照对比实验	2	80	1.2	0	a	b
实验4：催化剂的表面积对反应速率的影响
实验5目的：	1

Answer

（1）37.5% 1.2mol/L （每空各2分）

（2） 使用催化剂（2分）

（3）吸热 = < （每空各2分）

（4）

实验编号及其目的

V(容积）/L

t/℃

n(A起始）/mol

n(B起始）/mol

催化剂的质量/g

催化剂的表面积/m2·g—1

2

80

1.2

0

a

2b(或nb(n>1））

实验5目的： 压强对反应速率的影响

80

1.2

0

a

b

【解析】

试题分析：（1）实验1中， 4s时A的转化率为[(1.2-0.75）÷1.2]×100%=37.5%；根据反应方程式可知：当反应达到平衡时，A是0.6mol，B是1.2mol.，则c(A）=0.6mol÷2L=0.3mol/L；c(B）= 1.2mol÷2L=0.6mol/L.则此条件下该反应的平衡常数K1的值为=；（2）实验2与实验1对比，反应达到平衡所需要的时间缩短，但是物质的平衡含量没有发生变化，因此其可能隐含的反应条件是使用催化剂；（3）根据实验3与实验1的图象比较，升高温度，物质A的反应消耗的物质的量多，A的转化率增大，说明平衡正向移动。根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此可推测该反应是吸热反应；设实验1、2反应温度相同，化学平衡常数只与温度有关，因此K1=K2，升高温度，平衡正向移动，时生成物的浓度增大，反应物的浓度减小，因此实验3的平衡常数K3> K1=K2。（4）实验4是探究催化剂的表面积对反应速率的影响，因此反应容器的容积仍然是2L；温度仍然是80℃；n(A）(起始） =1.2mol；n(B）(起始） =0；m(催化剂的质量）= a g；催化剂的表面积/m2·g—1[>b]；实验5目的：是压强对反应速率的影响；容器的容积由2L变为1L，其它条件都与实验1相同。因此

【考点定位】考查化学反应速率、化学平衡常数的计算及外界条件对化学反应速率的影响的知识。

【名师点睛】化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示化学反应进行的快慢程度的物理量；化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，它只与温度有关；可以应用平衡移动原理分析外界条件对化学平衡移动的影响。若要设计实验探究催化剂或压强对化学反应速率的影响，要设立对照实验，保证其它条件都相同，只有催化剂或压强不同。该题同时考查了学生的实验考查能力。