Question

2．反應(yīng)2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），△H=akJ/mol．反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示．回答下列問(wèn)題：
（1）a＜0 （填“＜”“＞”“=”），升高溫度該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)減小（填“增大”或“減小”）．
（2）該反應(yīng)的熵變△s＞0（填“＜”“＞”“=”），在任何（填“高”、“低”、“任何”）溫度能正向自發(fā)進(jìn)行．
（3）若反應(yīng)在恒容恒溫條件下進(jìn)行，且A、B的起始濃度分別為5mol/L、2mol/L，10min后平衡時(shí)D的濃度為1mol/L，C物質(zhì)的量為3mol，則容器的容積為1L，B的轉(zhuǎn)化率為50%，A的反應(yīng)速率為0.2mol/（L•min），化學(xué)平衡常數(shù)為3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱反應(yīng)；溫度升高平衡向吸熱方向移動(dòng)，平衡正向移動(dòng)時(shí)，平衡常數(shù)增大；
（2）根據(jù)氣體反應(yīng)物和氣體生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)和的大小判斷△s，結(jié)合△G=△H-T△s＜0判斷；
（3）根據(jù)平衡三行式計(jì)算出平衡狀態(tài)，即可根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出容積的體積、B的轉(zhuǎn)化率、A的反應(yīng)速率及化學(xué)平衡常數(shù)．

解答 解：（1）由能量變化圖可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，則a＜0；此可逆反應(yīng)升高溫度時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故答案為：＜；減小；
（2）已知反應(yīng)2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），正方向是氣體總量增大的方向，即△s＞0；已知此反應(yīng)的
△H＜0、△s＞0，根據(jù)△G=△H-T△s可知，在任何溫度下，△G均小于0，即均能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：＞；任何；
（3）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g）
起始濃度（mol/L）             5              2              0            0
變化濃度（mol/L）             2             1               3            1
平衡濃度（mol/L）             3             1              3           1
則：容器的體積V=$\frac{3mol}{3mol/L}$=1L；
B的轉(zhuǎn)化率為：$\frac{1mol/L}{2mol/L}$×100%=50%；
A的平衡反應(yīng)速率為：$\frac{2mol/L}{10min}$=0.2mol/（L•min；
此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{3}（C）×c（D）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$=$\frac{{3}^{3}×1}{{3}^{2}×1}$=3，
故答案為：1；50%；0.2mol/（L•min）；3．

點(diǎn)評(píng) 考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與焾變、熵變的關(guān)系及化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算，涉及平衡常數(shù)的影響因素和反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的復(fù)合判斷的綜合應(yīng)用，基礎(chǔ)考查，難度中等．