Question

【題目】（1）已知：＋H2(g)　ΔH＝＋124 kJ·mol－1，若反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下(只改變一種條件)的變化狀況如圖所示(第10 min到14 min的濃度變化曲線未表示出)：

①第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2)________(填“<”、“>”或“＝”)T(8)；第10 min時(shí)反應(yīng)改變的條件是_______________________________。

②比較產(chǎn)物苯乙烯在2～3 min、5～6 min和12～13 min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小___________。

（2）頁(yè)巖氣的主要成分為CH4，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①已知甲烷的燃燒熱為890 kJ/mol；N2與O2反應(yīng)生成NO的過(guò)程如下：

2NO(g)

則CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝______kJ/mol。

②頁(yè)巖氣可用于生產(chǎn)合成氣(CO和H2)其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝206.2 kJ/mol。對(duì)于氣相反應(yīng)，用各組分的平衡壓強(qiáng)(p)表示平衡常教(記作Kp)，則生產(chǎn)合成氣的Kp＝_____（寫出計(jì)算的表達(dá)式），你認(rèn)為可同時(shí)提高化學(xué)反應(yīng)速率和CH4轉(zhuǎn)化率的措施是 ______（答出一條即可）。

③在某一給定進(jìn)料比的情況下，溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡時(shí)H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖所示。

由圖可知，在相同溫度下，CH4的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)的增大而________(填“增大”“減小”或“不變”)。若要達(dá)到H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)>65%，以下條件中最合適的是_________(填序號(hào))。

a．600℃，0.2 MPa　　　　　　 b．600℃，0.9 MPa

c．700℃，0.9 MPa　　d．800℃，1.5 MPa

Answer 1

【答案】< 減小了的濃度 v（5~6）> v(2~3) = v(12~13) -1256kJ/mol 增加水蒸氣的濃度或升高溫度（合理答案答一條均可） 減小 a

【解析】

（1）①根據(jù)圖像變化推斷，②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義判斷；

（2）①據(jù)圖寫出熱化學(xué)方程式，利用甲烷燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，再利用蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，計(jì)算反應(yīng)熱；

②CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=206.2kJ/mol．用各組分的平衡壓強(qiáng)（p）表示平衡常教（記作Kp），Kp=；同時(shí)提高化學(xué)反應(yīng)速率和CH4轉(zhuǎn)化率是增大反應(yīng)速率平衡正向進(jìn)行，據(jù)此選擇條件；

③圖象分析可知溫度不變隨壓強(qiáng)增大，氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡逆向進(jìn)行，若要達(dá)到H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)>65%，壓強(qiáng)小溫度低的條件下氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)大。

（1）由第2min反應(yīng)溫度變?yōu)榈?/span>8min反應(yīng)溫度時(shí)，生成物濃度增大、反應(yīng)物濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以T(2)＜T(8)；第10 min時(shí)苯乙烯的濃度瞬時(shí)減小，而另一種生成物H2的濃度卻瞬時(shí)不變，隨后逐漸增大，說(shuō)明改變的條件為移出部分苯乙烯（或減小苯乙烯的濃度）；

故答案為：<；減小了的濃度；

②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義，可知反應(yīng)在2～3 min和12～13 min處于平衡狀態(tài)，苯乙烯的平均反應(yīng)速率為0，在5～6min時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故苯乙烯的平均反應(yīng)速率為：v(5～6)＞v(2～3)=v(12～13)；

故答案為：v(5～6)＞v(2～3)=v(12～13)；

（2）①根據(jù)圖，舊鍵斷裂吸收能量為：945+498=1443 kJ/mol，放出能量為：2×630=1260kJ/mol，則熱化學(xué)方程式為①： 2NO(g)=O2(g)+N2(g) △H=(1260+1443)kJ/mol=183kJ/mol；

甲烷燃燒熱為890kJ/mol,可寫出熱化學(xué)方程式為②：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)，△H=890kJ/mol；

由蓋斯定律可知②+①×2，可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=890kJ/mol+183/mol×2=1256kJmol1

故答案為：1256；

②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=206.2kJ/mol，用各組分的平衡壓強(qiáng)(p)表示平衡常教(記作Kp)，Kp=，反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，增加水蒸氣的濃度，升高溫度可同時(shí)提高化學(xué)反應(yīng)速率和CH4轉(zhuǎn)化率，

故答案為：；增加水蒸氣的濃度或升高溫度；

③由圖可知，在相同溫度下，氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)在相同溫度下，壓強(qiáng)增大氫氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡逆向進(jìn)行，CH4的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)的增大而減小，若要達(dá)到H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)>65%，以下條件中最合適的是600℃，0.2MPa，故選a，

故答案為：減小； a。