题目内容
【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)。
【答案】＜ -(E2-E1) 还原 4NH3+4NO+O2
4N2+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+O2
4N2+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） 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：＝。
