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。回答下列問(wèn)題:

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

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(guò)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)

試驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡時(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

①4mim內(nèi)，實(shí)驗(yàn)2中v(CO2)＝______； 900℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(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2.0 mol H2O(g)、1.0molCO(g)、1.0 mol CO2(g)和 xmol H2(g)，要使反應(yīng)在開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則x應(yīng)滿(mǎn)足的條件是__________。

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(a)的關(guān)系為a(H2O) _______ (填“＞”＜”成＝”)a(CO)。

Answer 1

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

【解析】

（1）①催化劑可降低反應(yīng)活化能；

②E1是正反應(yīng)活化能，E2是逆反應(yīng)活化能，正反應(yīng)△H＝正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能；

③根據(jù)化合價(jià)去分析氧化劑、還原劑以及氧化還原方程式配平；

（2）①反應(yīng)速率公式，再根據(jù)速率比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求答；根據(jù)1，2組數(shù)據(jù)，求出平衡常數(shù)，找出平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系；

②平衡常數(shù)計(jì)算中代入的必然是平衡時(shí)的濃度，而濃度商則不一定是平衡時(shí)的濃度。濃度商小于平衡常數(shù)時(shí)反應(yīng)向右進(jìn)行，等于平衡常數(shù)時(shí)達(dá)平衡，大于平衡常數(shù)時(shí)反應(yīng)向左進(jìn)行。

③分別列出三段式比較進(jìn)行分析。

（1）①由圖像可知活化能降低，故答案應(yīng)為：＜；

②由圖，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=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能，故答案應(yīng)為：-(E2-E1)；

③NO在反應(yīng)中化合價(jià)降低，作氧化劑；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，故答案應(yīng)為：氧化；4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

（2）①由方程式可知v(CO2)：v(H2)=1：1，根據(jù)圖表計(jì)算v(H2)=0.2mol/L÷4min＝0.05mol/L-1·min-1，故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 ，同理可計(jì)算650℃平衡常數(shù)為，故降低溫度平衡常數(shù)增大。故答案應(yīng)為：0.05mol/L-1·min-1；；增大；

②計(jì)算此時(shí)此刻的，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，所以Q＜平衡常數(shù)k，所以，，由題x應(yīng)≥0。故答案應(yīng)為：0≤x＜；

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y，則

H2O（g）＋CO（g）CO2（g）＋H2（g）

起始濃度（mol/L） 2 1 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） y y y y

平衡濃度（mol/L）2－y 1－y y y

則

解得y＝0.2

即實(shí)驗(yàn)3中CO(g)的轉(zhuǎn)化率為20%。故答案應(yīng)為：＝。