14.(18分)(2010·全国卷Ⅱ)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g)
pC(g)+qD(g)
已知:平均反应速率vC=vA;反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成.
回答下列问题:
(1)反应2 min内,vA=________________,vB=________________;
(2)化学方程式中,x=________、y=________、p=________、q=________;
(3)反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为________________;
(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH________0(填“>”、“<”或“=”);
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是__________________;
②平衡时反应物的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是________________________________________________________________________.
解析:(1)根据化学反应速率定义:
v(A)=Δ c(A)/Δt=a/(2×2)=a mol/(L·min),
v(B)=Δ c(B)/Δt=a/(2×2)=a mol/(L·min).
(2)可以求出
v(C)=a mol/(L·min),
v(D)=a mol/(L·min),
根据速率之比等于反应方程式中计量数之比,x∶y∶p∶q=∶∶∶,则x=2;y=3;p=1;q=6.
(3) 2A(g)+3B(g)
C(g)+6D(g)
起始/mol a
b
0
变化/mol a 2a
平衡/mol
2a
B的转化率=×100%.
(4)其他条件不变,升高温度,平衡时D的量减少,说明升高温度平衡向左移动,即正反应为放热反应.
(5)其他条件不变缩小体积,浓度增大,所以反应速率增大;该反应是气体体积增大的反应,缩小体积,平衡将向体积缩小的方向移动,即向左移动,所以反应物的转化率减小.
答案:(1) mol/(L·min) mol/(L·min)
(2)2 3 1 6 (3)×100% (4)<
(5)①增大 体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大 ②减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数减少的方向 (即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小
