Question

在一恒容密閉容器中發生某化學反應2A(g)B(g)+C(g)，在三種不同條件下進行，其中實驗Ⅰ、Ⅱ都在800℃，實驗Ⅲ在850℃，B、C的起始濃度都為0，反應物A的濃度(mol·L^-1)隨時間(min)的變化如圖所示：

試回答下列問題：
(1)在實驗Ⅰ中，反應在20min至40min內A的平均反應速率為___________mol·L^-1min^-1。
(2)實驗Ⅱ和實驗I相比，可能隱含的反應條件是_____________________________。
(3)根據實驗Ⅲ和實驗Ⅰ的比較，可推測該反應降低溫度，平衡向_____（填“正”或“逆”）反應方向移動，該正反應是_________（填“放熱”或“吸熱”）反應。
(4)與實驗Ⅰ相比，若實驗Ⅰ中的A的起始濃度改為0.8 mol·L^-1,其它條件不變,則達到平衡時所需用的時間___________實驗Ⅰ(填寫“大于”、“等于”或“小于”)。

Answer 1

(1)0.01    (2)使用了催化劑    (3)逆, 吸熱   (4)大于

試題分析：（1）根據圖像可知，實驗I中，反應在20min至40min內A的濃度變化力＝了0.65mol/L－0.5mol/L＝0.15mol/L，所以物質A的反應速率v(A)＝0.15mol/L ÷20min＝0.0075 mol·L^-1 ·min^-1。
（2）根據圖象可知，實驗Ⅰ、Ⅱ達到平衡時A的濃度相同，但到達平衡的時間減少，所以實驗Ⅱ中采取的措施應為在實驗Ⅰ的基礎上加入了催化劑。
（3）根據圖象可知，溫度升高，A的濃度降低，這說明正反應為吸熱反應。因此降低溫度，平衡向逆反應方向移動。
（4）若實驗Ⅰ中的A的起始濃度改為0.8 mol·L^-1＜1 mol·L^-1。濃度減小，反應速率降低，則達到平衡時所需用的時間變長。
點評：本題是高考中的常見圖像，對學生的要求較高。該題的關鍵是通過分析圖像中的有關變量，找出反應速率和平衡狀態與這些變量之間的關系，然后靈活運用即可。該題有利于培養學生的圖像識別能力、數據分析和數據處理能力，有利于拓展學生的解題思路，開闊學生的思維。