Question

11．某化学科研小组研究在其它条件不变时，改变某一反应条件对反应化学平衡的影响，得到如图象（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数）：

（1）在反应Ⅰ中，若p₁＞p₂，则此正反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应，也是一个气体分子数减小（填“减小”或“增大”）的反应．由此判断，此反应自发进行必须满足的条件是低温．
（2）在反应Ⅱ中，T₁＜T₂（填“＞”、“＜”或“=”），该正反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）在反应Ⅲ中，若T₂＞T₁，则此正反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（4）反应Ⅳ中，若T₁＞T₂，则该反应能否自发进行？不能自发进行．

Answer 1

分析 （1）由图可知，反应Ⅰ说明升高温度，A的转化率降低，平衡向逆反应移动，据此判断反应热效应；若p₁＞p₂，则等温时，增大压强，A的转化率增大，平衡向正反应移动，据此判断反应前后气体分子数的变化；根据△G=△H-T△S＜0判断反应自发的条件；
（2）根据到达平衡的时间，判断温度高低；根据温度对n（C）的影响判断平衡移动方向，进而判断反应热效应；
（3）由图可知，温度越高C的体积分数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动；
（4）恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明反应前后气体分子数相等，△S≈0，若T₁＞T₂，恒压下温度越高α（A）越大，说明升高温度平衡向右移动，正反应为吸热反应，△H＞0，则△H-T△S＞0，反应不能自发进行；

解答 解：（1）由图可知，随温度的升高A的转化率降低，平衡向逆反应移动，所以正反应为放热反应，即△H＜0；若p₁＞p₂，则等温时，增大压强，A的转化率增大，平衡向正反应移动，则正反应方向为气体体积减小的方向，即△S＜0；又△G=△H-T△S＜0自发，该反应△H＜0，△S＜0，放热、熵减反应只能在低温下自发进行，所以在低温下自发进行，故答案为：放热；减小；低温；
（2）由图象可知，T₂条件下达到平衡所用的时间少，所以T₁＜T₂，而在T₂条件下达平衡时n（C）小，所以说明低温有利于C的生成，故正反应为放热反应，故答案为；＜；放热；
（3）由图可知，温度越高C的体积分数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，故答案为：放热；
（4）反应Ⅳ中在恒温下压强变化对α（A）没有影响，说明压强变化不能影响平衡，此反应为气体分子数不变的反应，反应过程中熵变很小，△S≈0，若T₁＞T₂，恒压下温度越高α（A）越大，说明升高温度平衡向右移动，正反应为吸热反应，△H＞0，则△H-T△S＞0，反应不能自发进行；故答案为：不能自发进行；

点评 本题涉及图象的分析及化学平衡的移动和反应进行的方向等知识点，整合性较强，通过图象中数据的变化判断化学平衡移动的方向是解题的关键．