Question

2．反应2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），△H=akJ/mol．反应过程中的能量变化如图所示．回答下列问题：
（1）a＜0 （填“＜”“＞”“=”），升高温度该反应化学平衡常数减小（填“增大”或“减小”）．
（2）该反应的熵变△s＞0（填“＜”“＞”“=”），在任何（填“高”、“低”、“任何”）温度能正向自发进行．
（3）若反应在恒容恒温条件下进行，且A、B的起始浓度分别为5mol/L、2mol/L，10min后平衡时D的浓度为1mol/L，C物质的量为3mol，则容器的容积为1L，B的转化率为50%，A的反应速率为0.2mol/（L•min），化学平衡常数为3．

Answer 1

分析 （1）根据反应物和生成物的总能量判断反应是放热还是吸热反应；温度升高平衡向吸热方向移动，平衡正向移动时，平衡常数增大；
（2）根据气体反应物和气体生成物的化学计量数和的大小判断△s，结合△G=△H-T△s＜0判断；
（3）根据平衡三行式计算出平衡状态，即可根据相关公式计算出容积的体积、B的转化率、A的反应速率及化学平衡常数．

解答 解：（1）由能量变化图可知，反应物的总能量大于生成物，此反应为放热反应，即△H＜0，则a＜0；此可逆反应升高温度时，平衡逆向移动，平衡常数减小，故答案为：＜；减小；
（2）已知反应2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），正方向是气体总量增大的方向，即△s＞0；已知此反应的
△H＜0、△s＞0，根据△G=△H-T△s可知，在任何温度下，△G均小于0，即均能自发进行，故答案为：＞；任何；
（3）2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g）
起始浓度（mol/L）             5              2              0            0
变化浓度（mol/L）             2             1               3            1
平衡浓度（mol/L）             3             1              3           1
则：容器的体积V=$\frac{3mol}{3mol/L}$=1L；
B的转化率为：$\frac{1mol/L}{2mol/L}$×100%=50%；
A的平衡反应速率为：$\frac{2mol/L}{10min}$=0.2mol/（L•min；
此反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{3}（C）×c（D）}{{c}^{2}（A）×c（B）}$=$\frac{{3}^{3}×1}{{3}^{2}×1}$=3，
故答案为：1；50%；0.2mol/（L•min）；3．

点评 考查化学反应中的能量变化与焾变、熵变的关系及化学平衡的有关计算，涉及平衡常数的影响因素和反应自发进行的复合判断的综合应用，基础考查，难度中等．