Question

【题目】研究化学反应时，既要考虑物质变化与能量变化，又要关注反应的快慢与限度。回答下列问题:

(1)NH3还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图所示

①上图中因为改变了反应条件，反应的活化能：b_______(填“＞”“＜＂或“＝”)a。

②脱硝反应的热化学方程式可表示为反应物→生成物△H＝______(用E1、E2的代数式表示)。

③研究发现，一定条件下的脱硝反应过程可能如图所示，根据氧化还原反应中物质的作用，NO为_______剂，脱硝总反应的化学方程式为_______________。

(2)一定温度下，将不同物质的量的H2O(g)和CO分别通入容积为1L的恒容密容器中，进行反应H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如表所示的三组数据

试验编号	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡时间/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内，实验2中v(CO2)＝______； 900℃时，反应的平衡常数为______；降低温度时，平衡常数会________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②650℃时，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)，要使反应在开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是__________。

若a＝2.0．b＝1.0，则平衡时实验2中H2O(g)和实验3中CO(g)的转化率(a)的关系为a(H2O) _______ (填“＞”＜”成＝”)a(CO)。

Answer 1

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

【解析】

（1）①催化剂可降低反应活化能；

②E1是正反应活化能，E2是逆反应活化能，正反应△H＝正反应活化能-逆反应活化能；

③根据化合价去分析氧化剂、还原剂以及氧化还原方程式配平；

（2）①反应速率公式，再根据速率比等于化学计量数之比求答；根据1，2组数据，求出平衡常数，找出平衡常数与温度的关系；

②平衡常数计算中代入的必然是平衡时的浓度，而浓度商则不一定是平衡时的浓度。浓度商小于平衡常数时反应向右进行，等于平衡常数时达平衡，大于平衡常数时反应向左进行。

③分别列出三段式比较进行分析。

（1）①由图像可知活化能降低，故答案应为：＜；

②由图，反应物能量大于生成物能量，故反应是放热反应，用-表示放热，△H=正反应活化能-逆反应活化能，故答案应为：-(E2-E1)；

③NO在反应中化合价降低，作氧化剂；由图2可知反应物为NH3、NO和O2，生成物为N2和H2O，所以化学方程式为4NH3+4NO+O24N2+6H2O，故答案应为：氧化；4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

（2）①由方程式可知v(CO2)：v(H2)=1：1，根据图表计算v(H2)=0.2mol/L÷4min＝0.05mol/L-1·min-1，故v(CO2)=0.05mol/L-1·min-1，根据平衡常数计算公式，900℃平衡常数为 ，同理可计算650℃平衡常数为，故降低温度平衡常数增大。故答案应为：0.05mol/L-1·min-1；；增大；

②计算此时此刻的，化学平衡正向移动，所以Q＜平衡常数k，所以，，由题x应≥0。故答案应为：0≤x＜；

③根据平衡常数和三段式分别求出实验2中H2O(g)的转化率为20%。实验3中CO(g)的转化率为y，则

H2O（g）＋CO（g）CO2（g）＋H2（g）

起始浓度（mol/L） 2 1 0 0

转化浓度（mol/L/span>） y y y y

平衡浓度（mol/L）2－y 1－y y y

则

解得y＝0.2

即实验3中CO(g)的转化率为20%。故答案应为：＝。