Question

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)時(shí)，既要考慮物質(zhì)變化與能量變化，又要關(guān)注反應(yīng)的快慢與限度�；卮鹣铝袉栴}：

(1)NH3還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù)，其反應(yīng)過程與能量關(guān)系如下圖所示。

①上圖中因?yàn)楦淖兞朔磻?yīng)條件，反應(yīng)的活化能b___________(填“＞”“＜”或“＝”)a。

②脫硝反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為反應(yīng)物→生成物△H＝___________(用E1， E2的代數(shù)式表示)

③研究發(fā)現(xiàn)，一定條件下的脫硝反應(yīng)過程可能如圖所示，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中物質(zhì)的作用，NO為劑____，脫硝總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___________。

(2)一定溫度下，將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO分別通入容積為1L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g)，得到如表所示的三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O(g)	CO(g)	CO(g)	H2(g)
1	650	2.0	4.0	3.0	1.0	5
2	900	1.0	2.0	1.8	0.2	4
3	900	a	b	c	d	t

①實(shí)驗(yàn)2：4minv(CO2)= ___________；900℃時(shí)，平衡常數(shù)為___________；降低溫度時(shí)，平衡常數(shù)會(huì)___________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②650℃時(shí)，若在此容器中充入2.0molH2O(g)、1.0molCO(g)、1.0molCO2(g)和xmolH2(g)，要使反應(yīng)在開始時(shí)間向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是___________。

③若a=2.0，b=1.0，則平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)2中H2O(g)和實(shí)驗(yàn)3中CO(g)的轉(zhuǎn)化率(α)的關(guān)系為α(H2O)___________(填“＞”“＜”或“=”)α(CO)。

Answer 1

【答案】＜ -(E2-E1) 還原劑 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 0.05mol/L-1·min-1 增大 0≤x＜ ＝

【解析】

(1)①由圖像可知活化能降低；

②由圖像可知，反應(yīng)物能量大于生成物能量，故反應(yīng)是放熱反應(yīng)，用-表示放熱，△H=生成物能量-反應(yīng)物能量；

③NO在反應(yīng)中化合價(jià)降低，作還原劑；由圖2可知反應(yīng)物為NH3，NO和O2生成物為N2和H2O；

(2)①三行式法計(jì)算； 計(jì)算實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的平衡常數(shù)，通過比較K判斷正反應(yīng)放熱還是吸熱；

②計(jì)算Qc，利用Q和K之間關(guān)系確定范圍；

③根據(jù)平衡常數(shù)和三段式分別求出實(shí)驗(yàn)2中H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為20%實(shí)驗(yàn)3中CO(g)的轉(zhuǎn)化率為20%；

(1)①由圖像可知活化能降低，b＜a；

答案：＜

②由圖像可知，反應(yīng)物能量大于生成物能量，故反應(yīng)是放熱反應(yīng)，用-表示放熱，△H=生成物能量-反應(yīng)物能量；

答案：-(E2-E1)

③NO在反應(yīng)中化合價(jià)降低，作還原劑；由圖2可知反應(yīng)物為NH3，NO和O2生成物為N2和H2O，所以化學(xué)方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

答案：還原劑，4NH3+4NO+O24N2+6H2O

(2)①實(shí)驗(yàn)2：900℃ 實(shí)驗(yàn)1：650℃

H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g)

C初 1.0 2.0 0 0 C初 2.0 4.0 0 0

△C 0.2 0.2 0.2 0.2 △C 1.0 1.0 1.0 1.0

C平 0.8 1.8 0.2 0.2 C平 1.0 3.0 1.0 1.0

k(900℃)== k(650℃)==

v(CO2)===0.05mol/L-1·min-1

根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式，900℃平衡常數(shù)為，650℃平衡常數(shù)為，故降低溫度平衡常數(shù)增大；答案：0.05mol/L-1·min-1；；增大

②H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g)

C 2.0 1.0 1.0 x

Qc==

計(jì)算此時(shí)此刻的Qc=，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，所以Qc＜平衡常數(shù)k，所以，;

答案：0≤x＜

③①實(shí)驗(yàn)2：900℃ 實(shí)驗(yàn)1：650℃

H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g)

C初 1.0 2.0 0 0 C初 2.0 1.0 0 0

△C 0.2 0.2 0.2 0.2 △C x x x x

C平 0.8 1.8 0.2 0.2 C平 2.0-x 1.0-x x x

H2O(g)的轉(zhuǎn)化率=×100%=20% k(900℃)== x=0.2

CO(g)的轉(zhuǎn)化率=×100%=20%

根據(jù)平衡常數(shù)和三段式分別求出實(shí)驗(yàn)2中H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為20%實(shí)驗(yàn)3中CO(g)的轉(zhuǎn)化率為20%；

答案：＝