某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,反应器均为相同恒容密闭容器,B、D起始浓度为0.反应物A的浓度(mol•L-1间(min)的变化情况如下表:
实验 序号 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | C2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 800℃ | C3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(1)在实验1中,反应在10~20分钟内用A表示的平均速率为______.
(2)在实验2中,A的初始浓度C2=______mol•L-1,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是______.
(3)设实验3的反应速率为υ3,实验1的反应速率为υ1,则υ3______υ1(填>、=、<),且C3=______mol•L-1.
(4)由上述实验,可推测该反应是______反应(选填“吸热”或“放热”).理由是:______.
(5)1~4组实验中,A的平衡转化率最大的是第______组.
(6)在实验2中,50min后,若将容器体积增大1倍,则达平衡时B的浓度为______mol•L-1;该反应的平衡常数K______(填“不变”或“增大”或“减小”).
(1)反应在10~20分钟内用A表示的平均速率为v=
=△C △t
=0.013mol/(L•min),(0.80-0.67)mol/L (20-10)min
故答案为:0.013mol/(L•min);
(2)根据实验1、2数据分析,温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,且B、D起始浓度为0,所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0mol•L-1 ;温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,但达平衡时2组的时间较短,所以只能是加入催化剂;
故答案为:1.0;催化剂;
(3)实验1、3比较,温度相同,10min-20min时,实验3的浓度减少量都大于实验1的,所以实验3的反应速率大于实验1的,即v3>v1;
实验1可知40min时反应达到平衡
2A(g)⇌B(g)+D(g)
起始(mol•L-1) 1.00 0
反应(mol•L-1) 0.50 0.25 0.25
平衡(mol•L-1) 0.50 0.25 0.25
该温度下平衡常数K=
=C(D)C(B) C2(A)
=0.25×0.25 0.502
;1 4
实验3的温度与实验1的温度相同,温度不变,平衡常数不变;
2A(g)⇌B(g)+D(g)
起始(mol•L-1) C3 0 0
反应(mol•L-1) 0.6 0.30 0.30
平衡(mol•L-1) C3-0.60 0.30 0.30
该温度下平衡常数K=
=C(D)C(B) C2(A)
=1;0.30×0.30 (C3-0.60)2
解得:C3=1.2;
故答案为:>;1.2;
(4)实验4与实验1比,温度升高,达平衡时A的平衡浓度减小;温度升高,化学平衡向吸热方向移动,所以正反应是吸热反应;
故答案为:吸热;比较实验4与实验1,可看出升高温度,A的平衡浓度减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应.
(5)2A(g)⇌B(g)+D(g)
起始(mo l•L-1)C2 0 0
反应(mol•L-1) 0.50 0.25 0.25
平衡(mol•L-1) C2-0.50 0.25 0.25
该温度下平衡常数K=
=C(D)C(B) C2(A)
=0.25×0.25 (C2-0.50)2
;1 4
解得:C2=1.0;
1~4组实验中,第4组A的平衡转化率最大为
×100%=80%,故答案为:4;1.0-0.20 1.0
(6)由(5)知,在实验2中,平衡时B的浓度为0.25mol/L,50min后,若将容器体积增大1倍,平衡不移动,浓度为原来的一半,即0.125mol/L;由于温度不变,所以该反应的平衡常数不变,故答案为:0.125mol/L;不变.