Question

能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料．
（1）在25℃、101kPa时，16g CH₄完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31kJ，则CH₄燃烧的热化学方程式是

 

．
（2）已知：C（s）+O₂（g）CO₂（g）△H=-437.3kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）H₂O（g）△H=-285.8kJ?mol^-1
CO（g）+

1

2

O₂（g）CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=

 

kJ?mol^-1．如果该反应△S=+133.7J?K^-1?mol^-1该反应在常温下能否自发进行？

 

（填“能”或“不能”）．
（3）已知汽车汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．若1mol空气含0.8mol N₂和0.2mol O₂，1300°C时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^-4mol．计算该温度下的平衡常数K=

 

．汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,焓变和熵变,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据热化学方程式中反应热与物质的物质的量成正比以及热化学方程式的书写方法来解答．
（2）根据热化学方程式和盖斯定律计算得到，反应焓变与反应过程无关；反应能自发，应满足△G=△H-T?△S＜0，结合反应的△H和△S进行计算判断．
（3））平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值；该反应正反应为吸热反应，升高温度，反应速率加快，平衡向吸热的方向移动．

解答： 解：（1）1 molCH₄完全燃烧生成液态水和CO₂，放出890.3kJ的热量，则热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol；
（2）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-437.3kJ?mol^-1 
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-285.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
依据盖斯定律①-②-③，得到：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g） n△H=+131.5kJ?mol^-1，
△G=△H-T?△S=131.5kJ?mol^-1-0.1337KJ?K^-1?mol^-1×298K=91.65kJ?mol^-1＞0，所以不能自发进行，
故答案为：+131.5；不能；
（3）假设体积为1L，依据反应的三段式列式计算：N₂（g）+O₂（g ）?2NO（g）
起始量（mol）                               0.8           0.2               0
变化量（mol）                              4×10^-4mol     4×10^-4mol         8×10^-4mol
平衡量（mol）                          （0.8-4×10^-4）mol  （0.2-4×10^-4）mol 8×10^-4mol
平衡常数K=

c2(NO)

(N2)×c(O2)

=4×10^-6，该反应正反应为吸热反应，所以汽车启动后，汽缸温度越高，反应速率加快，平衡右移，
故答案为：4×10^-6；温度升高，反应速率加快，平衡右移．

点评：本题考查热化学方程式的书写、盖斯定律和化学平衡常数等，理解三段式求解方法以及外界条件对平衡的影响是解题关键．题目难度较大．