Question

溶液中，反應A+2BC分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)="0.100" mol/L、c(B )="0.200" mol/L及c(C )="0" mol/L。反應物A的濃度隨時間的變化如圖所示。

請回答下列問題：
(1)與①比較，②和③分別僅改變一種反應條件。所改變的條件和判斷的理由是：②                  ；③                      。
(2)實驗②平衡時B的轉化率為       ；實驗③平衡時C的濃度為        。
(3)該反應的ΔH      0，其判斷理由是                               。
(4)該反應進行到4.0 min時的平均反應速率：實驗②：v(B)=            。

Answer 1

(1)加催化劑；達到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度未變  溫度升高；達到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度減小
(2)40%(或0.4) 0.06 mol/L
(3)＞ 升高溫度平衡向正反應方向移動，故該反應是吸熱反應
(4)0.014 mol/(L·min)

這是一道數形結合的反應原理試題，關鍵是找出圖形中①②③三條曲線的轉折點：達到平衡的時間①＞③＞②，但A的平衡濃度關系是①＝②＞③，說明②是使用了催化劑，③是升高溫度。
(1)②使用了(正)催化劑；理由：因為從圖像可看出，兩者最終的平衡濃度相同，即最終的平衡狀態相同，而②比①所需要的時間短，顯然反應速率加快了，故由影響反應速率和影響平衡的因素可知是加入(正)催化劑；③升高溫度；理由：因為該反應是在溶液中進行的反應，所以不可能是改變壓強引起速率的改變，又由于各物質起始濃度相同，故不可能是改變濃度影響反應速率，再由于③和①相比，③達平衡所需時間短，平衡時濃度更小，故不可能是加催化劑，而只能是升高溫度來影響反應速率的。
(2)不妨令溶液為1 L，則②中達平衡時A轉化了0.04 mol，由反應計量數可知B轉化了0.08 mol，所以B的轉化率為×100%=40%；同樣③中A轉化了
0.06 mol，則生成C為0.06 mol,體積不變，即平衡時c(C)="0.06" mol/L。
(3)ΔH＞0；理由：由③和①進行對比可知升高溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉化率升高，平衡向正反應方向移動，而升溫是向吸熱的方向移動，所以正反應是吸熱反應，ΔH＞0。
(4)從圖上讀數，進行到4.0 min時，實驗②A的濃度為：0.072 mol/L,則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)。