Question

能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，我國目前使用的能源主要是化石燃料．
（1）在25℃、101kPa時，16g CH₄完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是890.31kJ，則CH₄燃燒的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）已知：C（s）+O₂（g）CO₂（g）△H=-437.3kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）H₂O（g）△H=-285.8kJ?mol^-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
則煤的氣化主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=

 

kJ?mol^-1．如果該反應(yīng)△S=+133.7J?K^-1?mol^-1該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行？

 

（填“能”或“不能”）．
（3）已知汽車汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．若1mol空氣含0.8mol N₂和0.2mol O₂，1300°C時在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NO為8×10^-4mol．計算該溫度下的平衡常數(shù)K=

 

．汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,焓變和熵變,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱與物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比以及熱化學(xué)方程式的書寫方法來解答．
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到，反應(yīng)焓變與反應(yīng)過程無關(guān)；反應(yīng)能自發(fā)，應(yīng)滿足△G=△H-T?△S＜0，結(jié)合反應(yīng)的△H和△S進(jìn)行計算判斷．
（3））平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值；該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡向吸熱的方向移動．

解答： 解：（1）1 molCH₄完全燃燒生成液態(tài)水和CO₂，放出890.3kJ的熱量，則熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol；
（2）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-437.3kJ?mol^-1 
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-285.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-②-③，得到：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g） n△H=+131.5kJ?mol^-1，
△G=△H-T?△S=131.5kJ?mol^-1-0.1337KJ?K^-1?mol^-1×298K=91.65kJ?mol^-1＞0，所以不能自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：+131.5；不能；
（3）假設(shè)體積為1L，依據(jù)反應(yīng)的三段式列式計算：N₂（g）+O₂（g ）?2NO（g）
起始量（mol）                               0.8           0.2               0
變化量（mol）                              4×10^-4mol     4×10^-4mol         8×10^-4mol
平衡量（mol）                          （0.8-4×10^-4）mol  （0.2-4×10^-4）mol 8×10^-4mol
平衡常數(shù)K=

c2(NO)

(N2)×c(O2)

=4×10^-6，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以汽車啟動后，汽缸溫度越高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，
故答案為：4×10^-6；溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移．

點(diǎn)評：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律和化學(xué)平衡常數(shù)等，理解三段式求解方法以及外界條件對平衡的影響是解題關(guān)鍵．題目難度較大．