Question

已知A（g）+B（g）?C（g）+D（g） 反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）该反应是______反应（填“吸热”、“放热”）．当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率______（填“增大”、“减小”或“不变”），
（2）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E的变化是______，（填“增大”、“减小”或“不变”）理由是______； E的大小对该反应的反应热有无影响？______．
（3）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1mol A（g） 和3mol B（g），判断该反应达到平衡状态的依据是（填序号）______．
①c （A）=c （C）           ②容器中压强不变
③混合气体的平均相对分子质量不变      ④v_（逆）（D）=v _（正）（B）
（4）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（A）=1mol?L^-1，c（B）=2.4mol?L^-1，达到平衡后，A的转化率为60%，此时B 的转化率为______．
（5）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c（A）=4mol?L^-1，c（B）=amol?L^-1，达到平衡后，c（C）=2mol?L^-1，列出计算式并求出a值．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据反应物总能量与生成物的总能量相对判断反应是放热还是吸热．
升高温度平衡向吸热方向移动，据此判断升高温度，A的转化率变化．
（2）催化剂改变了反应的历程降，低活化能，加快反应速率．
反应热取决于反应物总能量与生成物的总能量．
（3）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率等于化学计量数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，以及由此衍生的一些物理量不变，可由此进行判断．
（4）根据A的转化率为50%计算出A的浓度变化量，利用浓度变化量之比等于化学计量数之比求出B的浓度变化量，再根据转化率定义计算．
（5）利用平衡常数计算．
解答：解：（1）由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量，则该反应的正反应为放热反应．
升高温度平衡向吸热反应移动，即向逆反应移动，A的转化率减小．
故答案为：放热；减小．
（2）催化剂改变了反应的历程降，低活化能，加快反应速率，反应热取决于反应物总能量与生成物的总能量，催化剂不能影响反应热．
故答案为：减小； 因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低； 无影响．
（3）①平衡时A、C浓度可能相等，但c A）=c（C）不能说明反应到达平衡，故①错误；
 ②由方程式可知，反应前后气体体积不变，恒容下压强不发生变化，故②错误；
③混合物的总质量不变，总的物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变，故③错误；
 ④v_（逆）（D）=v _（正）（B），速率之比等于化学计量数之比，说明反应到达平衡，故④正确．
故选：④．
（4））△c（A）=60%×1mol?L^-1=0.6mol?L^-1，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以△c（B）=△c（A）=0.6mol?L^-1，故此时B的转化率×100%=25%．
故答案为：25%
（5）由（4）可知平衡时，各物质的浓度为c（A）=0.4mol/L，c（B）=2.4mol/L-0.6mol/L=1.8mol/L，c（C）=c（D）=△c（B）=△c（A）=0.6mol/L，所以平衡常数k==．
反应物的起始浓度分别为：c（A）=4mol?L^-1，c（B）=amol?L^-1；达到平衡后，c（C）=2mol?L^-1，则生成的D为2mol?L^-1，平衡时c（A）=2mol?L^-1，c（B）=（a-2）mol?L^-1；
温度不变，则平衡常数不变，则=，a=6．
故答案为：6．
点评：本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，注意掌握影响平衡移动的因素，把握平衡常数的计算和应用．