Question

【題目】研究化學反應時，既要考慮物質變化與能量變化，又要關注反應的快慢與限度。回答下列問題:

(1)NH3還原NO是重要的煙氣脫硝技術，其反應過程與能量關系如圖所示

①上圖中因為改變了反應條件，反應的活化能：b_______(填“＞”“＜＂或“＝”)a。

②脫硝反應的熱化學方程式可表示為反應物→生成物△H＝______(用E1、E2的代數式表示)。

③研究發現，一定條件下的脫硝反應過程可能如圖所示，根據氧化還原反應中物質的作用，NO為_______劑，脫硝總反應的化學方程式為_______________。

(2)一定溫度下，將不同物質的量的H2O(g)和CO分別通入容積為1L的恒容密容器中，進行反應H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如表所示的三組數據

試驗編號	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡時間/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，實驗2中v(CO2)＝______； 900℃時，反應的平衡常數為______；降低溫度時，平衡常數會________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②650℃時，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)，要使反應在開始時向正反應方向進行，則x應滿足的條件是__________。

若a＝2.0．b＝1.0，則平衡時實驗2中H2O(g)和實驗3中CO(g)的轉化率(a)的關系為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催化劑可降低反應活化能；

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

③根據化合價去分析氧化劑、還原劑以及氧化還原方程式配平；

（2）①反應速率公式，再根據速率比等于化學計量數之比求答；根據1，2組數據，求出平衡常數，找出平衡常數與溫度的關系；

②平衡常數計算中代入的必然是平衡時的濃度，而濃度商則不一定是平衡時的濃度。濃度商小于平衡常數時反應向右進行，等于平衡常數時達平衡，大于平衡常數時反應向左進行。

③分別列出三段式比較進行分析。

（1）①由圖像可知活化能降低，故答案應為：＜；

②由圖，反應物能量大于生成物能量，故反應是放熱反應，用-表示放熱，△H=正反應活化能-逆反應活化能，故答案應為：-(E2-E1)；

③NO在反應中化合價降低，作氧化劑；由圖2可知反應物為NH3、NO和O2，生成物為N2和H2O，所以化學方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O，故答案應為：氧化；4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

（2）①由方程式可知v(CO2)：v(H2)=1：1，根據圖表計算v(H2)=0.2mol/L÷4min＝0.05mol/L-1·min-1，故v(CO2)=0.05mol/L-1·min-1，根據平衡常數計算公式，900℃平衡常數為 ，同理可計算650℃平衡常數為，故降低溫度平衡常數增大。故答案應為：0.05mol/L-1·min-1；；增大；

②計算此時此刻的，化學平衡正向移動，所以Q＜平衡常數k，所以，，由題x應≥0。故答案應為：0≤x＜；

③根據平衡常數和三段式分別求出實驗2中H2O(g)的轉化率為20%。實驗3中CO(g)的轉化率為y，則

H2O（g）＋CO（g）CO2（g）＋H2（g）

起始濃度（mol/L） 2 1 0 0

轉化濃度（mol/L） y y y y

平衡濃度（mol/L）2－y 1－y y y

則

解得y＝0.2

即實驗3中CO(g)的轉化率為20%。故答案應為：＝。