Question

在2 L的密闭容器中，某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，A、B、D都为气体，且B、D起始浓度为0，反应物A的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表：

根据上述数据，回答以下问题：

(1)实验1中，10至30分钟时间内A的平均反应速率为________mol·L^－1·min^－1，达平衡时B物质的浓度为________，A的转化率为________。

(2)实验2中，隐含的反应条件可能是________。

(3)实验3中，A的起始的物质的量________(填“>”“<”或“＝”)1.0 mol，实验3和实验1的起始速率v₃________(填“>”“<”或“＝”)v₁，由实验1和实验5可确定上述反应为________(填“放热”或“吸热”) 反应，实验4中，该反应温度下其平衡常数为________。

(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1.0molB,1.0molD，达平衡时A物质的浓度为________。

Answer

5.75×10-3 0.125mol•L－1 50% 缩小容器的体积或使用催化剂 > > 吸热 4 0.5 mol•L－1

【解析】

(1)实验1中10至30分钟A的物质的量的改变量为0.80mol-0.57mol=0.23mol，所以用A表示的反应速率ν(A)=5.75×10-3mol/(L·min)；由表中数据可知达到平衡时A的物质的量改变了0.5mol,所以A的转化率为==50%；由化学方程式可得B的物质的量改变0.25mol，所以平衡时B的浓度为c(B)==0.125mol/L。

(2)实验1、2相比，实验2在相同的时间段内，A消耗的多，即实验2的速率比实验1大，但平衡时A的物质的量不变，结合反应前后气体体积不变的特点，所以实验2中隐含的反应条件可能是缩小容器的体积即加压、或使用了催化剂；

(3)实验3和实验1相比，平衡时A的物质的量增大，说明A的起始物质的量大于1.0mol；因此A的起始浓度大于实验1的，反应速率也大于实验1的，即v3>v1；实验5是实验1升高温度的结果，平衡时A的物质的量减小了，即升高温度，平衡正向移动，说明该反应为吸热反应；根据实验4的数据可知，该温度下的平衡常数K== =4；

(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1molB,1molD，由于反应前后气体体积不变，所以这时建立的平衡与实验2是等效平衡，只是浓度是实验2的二倍，即达平衡时A物质的浓度为==0.50mol/L。