题目内容
研究化学反应，不仅要关注反应的速率、方向性，还要关注反应进行的限度以及反应过程中的能量变化．（1）已知298K时：①Cl-Cl→2Cl△H=+akJ?mol-1；
②2H→H-H△H=-bkJ?mol-1；
③Cl+H→HCl△H=-ckJ?mol-1
写出H2在Cl2中燃烧的热化学方程式
（2）已知CH4（g）+2NO2（g）?N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H＜0，向一个2L的密闭容器中通入0.5molCH4和一定量的NO2，分别在130℃和180℃下反应，n（CH4）随时间变化如表所示：
| 0 | 1min | 2min | 4min | 5min | |
| 130℃ | 0.50mol | 0.35mol | 0.25mol | 0.10mol | 0.10mol |
| 180℃ | 0.50mol | 0.30mol | 0.18mol | 0.15mol |
②180℃时，反应到4min，体系
③在某温度下，反应过程中c（N2）随时间变化如图所示．在5min时升高温度，在第8min达到新的平衡时CH4的转化率为70%，请在图中画出5-9min时c（N2）的变化曲线．
（3）某低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，其反应的平衡常数表达式为：K=
| c2(N2)?c2(H2O) |
| c2(NH3)?c(NO)?c(NO2) |
①该反应的逆反应能否自发进行
②在180℃时该反应的催化剂活性最高，在不改变温度的情况下，能提高氮氧化物处理率的措施有
考点：热化学方程式,焓变和熵变,物质的量或浓度随时间的变化曲线
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析：（1）根据反应热△H=（断键吸收的热量-成键放出的热量）KJ/mol来计算；
（2）①根据v=
来进行计算；
②根据温度对反应速率和平衡的影响来判断；
③根据升温，平衡左移，得出c（N2）的浓度得在0.2mol/L的基础上下降，根据在第8min达到新的平衡时CH4的转化率为70%，得出氮气的平衡浓度，从而画出图象．
（3）①通过平衡常数的表达式写出反应方程式，通过吉布斯自由能来判断反应能否自发进行；
②提高氮氧化物处理率，即使平衡右移，可以通过改变压强或增大氨气的浓度来实现．
（2）①根据v=
| △C |
| △t |
②根据温度对反应速率和平衡的影响来判断；
③根据升温，平衡左移，得出c（N2）的浓度得在0.2mol/L的基础上下降，根据在第8min达到新的平衡时CH4的转化率为70%，得出氮气的平衡浓度，从而画出图象．
（3）①通过平衡常数的表达式写出反应方程式，通过吉布斯自由能来判断反应能否自发进行；
②提高氮氧化物处理率，即使平衡右移，可以通过改变压强或增大氨气的浓度来实现．
解答：
解：（1）根据H2在Cl2中燃烧的化学方程式：H2 +Cl2 =2HCl可知，断键吸收的热量为（a+b）KJ/mol，成键吸收的热量为2CKJ/mol，故热化学方程式为：
H2（g）+Cl2 （g）=2HCl（g）△H=断键吸收的热量-成键放出的热量=（a+b-2c）KJ/mol，
故答案为：H2（g）+Cl2 （g）=2HCl（g）△H=（a+b-2c）KJ/mol
（2）①根据表中信息可知，△n（CH4）=0.25mol，根据物质的量的该变量之比等于计量数之比可知，△n（H2O）=0.5mol，△C（H2O）=0.25mol/L，即根据可知：
v（H2O）=
=0.125mol?L-1?min-1，故答案为：0.125mol?L-1?min-1
②对比实验1知，4min时该反应已经达到平衡状态．因为温度越高，反应速率越大，反应到达平衡的时间越短，所以40时实验2已经达平衡状态．
故答案为：是；温度升高，加快f反应速率，对比实验1，高温下比低温下更快达到平衡状态．故可确定4min时反应已经达平衡状态；
③从反应可知，升温，平衡左移，得出c（N2）的浓度得在0.2mol/L的基础上下降，根据在第8min达到新的平衡时CH4的转化率为70%，可知△n（CH4）=0.35mol，根据物质的量的改变量之比等于计量数之比，可知△n（N2）=0.35mol，即达平衡时氮气的浓度为C（N2）=0.175mol/L，即图象的起点为0.2mol/L，重点为8min时的0.175mol/L，答案如图所示：
，
故答案为：；
（3）①通过化学平衡常数的表达式K=
可知，化学方程式为：2NH3 +NO+NO2 ?2N2+2H2O，由于升高反应温度，K值变小，即正反应△H＜0，故逆反应的△H＞0，△S＜0，则△G=△H-T?△S＞0，故反应非自发，故答案为：不能，逆反应的△H＞0，△S＜0，则△G=△H-T?△S＞0，故反应非自发．
②通过对题意的分析，可知在催化剂活性最高，在不改变温度的情况下提高氮氧化物处理率，即使平衡右移，可以通过减小压强或增大氨气的浓度来实现．
故答案为：减小压强、增大氨气的浓度．
H2（g）+Cl2 （g）=2HCl（g）△H=断键吸收的热量-成键放出的热量=（a+b-2c）KJ/mol，
故答案为：H2（g）+Cl2 （g）=2HCl（g）△H=（a+b-2c）KJ/mol
（2）①根据表中信息可知，△n（CH4）=0.25mol，根据物质的量的该变量之比等于计量数之比可知，△n（H2O）=0.5mol，△C（H2O）=0.25mol/L，即根据可知：
v（H2O）=
| 0.25mol/L |
| 2L |
②对比实验1知，4min时该反应已经达到平衡状态．因为温度越高，反应速率越大，反应到达平衡的时间越短，所以40时实验2已经达平衡状态．
故答案为：是；温度升高，加快f反应速率，对比实验1，高温下比低温下更快达到平衡状态．故可确定4min时反应已经达平衡状态；
③从反应可知，升温，平衡左移，得出c（N2）的浓度得在0.2mol/L的基础上下降，根据在第8min达到新的平衡时CH4的转化率为70%，可知△n（CH4）=0.35mol，根据物质的量的改变量之比等于计量数之比，可知△n（N2）=0.35mol，即达平衡时氮气的浓度为C（N2）=0.175mol/L，即图象的起点为0.2mol/L，重点为8min时的0.175mol/L，答案如图所示：
，故答案为：
；（3）①通过化学平衡常数的表达式K=
| c2(N2)?c2(H2O) |
| c2(NH3)?c(NO)?c(NO2) |
②通过对题意的分析，可知在催化剂活性最高，在不改变温度的情况下提高氮氧化物处理率，即使平衡右移，可以通过减小压强或增大氨气的浓度来实现．
故答案为：减小压强、增大氨气的浓度．
点评：本题综合考查了热化学方程式的书写、反应速率的求算、平衡的移动和图象问题，综合性较强，难度较大．
练习册系列答案
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