题目内容
工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气．对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用．
Ⅰ．脱硝：已知：H2的热值为142.9KJ?g-1
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ?mol-1
H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ?mol-1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为 ．
Ⅱ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）
（1）①该反应自发进行的条件是 （填“低温”、“高温”或“任意温度”）
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 ．
a、混合气体的平均式量保持不变
b、CO2和H2的体积分数保持不变
c、CO2和H2的转化率相等
d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂
③CO2的浓度随时间（0～t2）变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6CO2的浓度随时间的变化．
（2）改变温度，使反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0 中的所有物质都为气态．起始温度体积相同（T1℃、2L密闭容器）．反应过程中部分数据见下表：
①达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：平衡常数K（I） K（Ⅱ）（填“＞”、“＜”或“=”下同）；平衡时CH3OH的浓度c（I） c（Ⅱ）．
②对反应I，前10min内的平均反应速率v（CH3OH）= ，在其它条件不变下，若30min时只改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为3.2mol，则T1 T2（填“＞”、“＜”或“=”）．
若30min时只向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），则平衡 移动（填“正向”、“逆向”或“不”）．
Ⅰ．脱硝：已知：H2的热值为142.9KJ?g-1
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ?mol-1
H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ?mol-1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为
Ⅱ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）
（1）①该反应自发进行的条件是
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是
a、混合气体的平均式量保持不变
b、CO2和H2的体积分数保持不变
c、CO2和H2的转化率相等
d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂
③CO2的浓度随时间（0～t2）变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6CO2的浓度随时间的变化．
（2）改变温度，使反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0 中的所有物质都为气态．起始温度体积相同（T1℃、2L密闭容器）．反应过程中部分数据见下表：
| 反应时间 | CO2（mol） | H2（mol） | CH3OH（mol） | H2O（mol） | |
| 反应I 恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
| 10min | 4.5 | ||||
| 20min | 1 | ||||
| 30min | 1 | ||||
| 反应II 绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
②对反应I，前10min内的平均反应速率v（CH3OH）=
若30min时只向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），则平衡
考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断
专题：
分析：Ⅰ、依据热化学方程式和盖斯定律计算所得热化学方程式；
Ⅱ、（1）①自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，结合反应特征分析判断需要的条件；
②平衡标志是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变，原则是变量不变分析选项；
③图象t2起点，t3 到t4终点，t4以后符合变化趋势即可，在t2时将容器容积缩小一倍，压强增大，二氧化碳浓度增大，平衡正向进行，随后减小，t3时达到平衡，t4时降低温度，平衡正向进行，二氧化碳减小，反应速率减小，t5时达到平衡；
（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0，反应Ⅰ是恒温恒容容器，Ⅱ为恒容绝热，反应是放热反应，图表中反应ⅠⅡ若恒温恒容达到相同平衡状态，Ⅱ为逆向恒容绝热，温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，甲醇浓度增大；
②反应速率V=
计算得到氢气反应速率，速率之比等于化学方程式计量数之比计算甲醇反应速率；依据平衡三段式列式计算分析平衡状态的物质的量；
Ⅱ、（1）①自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，结合反应特征分析判断需要的条件；
②平衡标志是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变，原则是变量不变分析选项；
③图象t2起点，t3 到t4终点，t4以后符合变化趋势即可，在t2时将容器容积缩小一倍，压强增大，二氧化碳浓度增大，平衡正向进行，随后减小，t3时达到平衡，t4时降低温度，平衡正向进行，二氧化碳减小，反应速率减小，t5时达到平衡；
（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0，反应Ⅰ是恒温恒容容器，Ⅱ为恒容绝热，反应是放热反应，图表中反应ⅠⅡ若恒温恒容达到相同平衡状态，Ⅱ为逆向恒容绝热，温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，甲醇浓度增大；
②反应速率V=
| △c |
| △t |
解答：
解：Ⅰ． 已知：H2的热值为142.9KJ?g-1 ，燃烧热为285.8KJ/mol，
①H2（g）+
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8KJ/mol
②N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ?mol-1
①×4-②-③×4得到催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ?mol-1；
故答案为：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ?mol-1；
Ⅱ．（1）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），熵变△S＜0，则反应焓变△H＜0，低温下满足△H-T△S＜0
故答案为：低温；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），
a、混合气体的平均式量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变，故b错误；
c、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，CO2和H2的转化率始终相等，不能确定反应是否达到平衡状态，故c错误；
d、反应物是气体，生成物是液体，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故e正确；
故答案为：d e；
③在t2时将容器容积缩小一倍，压强增大，二氧化碳浓度增大，平衡正向进行，随后减小，t3时达到平衡，t4时降低温度，平衡正向进行，二氧化碳减小，反应速率减小，t5时达到平衡；
图象t2起点二氧化碳浓度突然增大为1mol/L，随反应进行减小，图中t3 到t4终点平衡线在0.5的线上，t4t4以后在0.5线以下，但不能到横坐标线上且有平衡线段，图象为：
；
故答案为：
（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0，反应Ⅰ是恒温恒容容器，Ⅱ为恒容绝热，反应是放热反应，图表中反应ⅠⅡ若恒温恒容达到相同平衡状态，Ⅱ为逆向恒容绝热，温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，甲醇浓度增大；
故答案为：＜，＜；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol） 2 6 0 0
变化量（mol） 1 3 1 1
30min量（mol） 1 3 1 1
对反应I，前10min内的平均反应速率v（CH3OH）=
V（H2）=
×（6-4.5）mol2L10min=0.025mol?L-1?min-1；
若30min时只改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为3.2mol，氢气增加，说明平衡逆向进行，温度升高T2＞T1，若30min时只向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），对正逆反应的影响程度相同，平衡不变；
故答案为：0.025mol?L-1?min-1 ，＜，不；
①H2（g）+
| 1 |
| 2 |
②N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ?mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ?mol-1
①×4-②-③×4得到催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ?mol-1；
故答案为：4H2（g）+2NO2（g）=N2（g）+4H2O（g）△H=-1100.2kJ?mol-1；
Ⅱ．（1）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），熵变△S＜0，则反应焓变△H＜0，低温下满足△H-T△S＜0
故答案为：低温；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），
a、混合气体的平均式量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变，故b错误；
c、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，CO2和H2的转化率始终相等，不能确定反应是否达到平衡状态，故c错误；
d、反应物是气体，生成物是液体，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；
e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故e正确；
故答案为：d e；
③在t2时将容器容积缩小一倍，压强增大，二氧化碳浓度增大，平衡正向进行，随后减小，t3时达到平衡，t4时降低温度，平衡正向进行，二氧化碳减小，反应速率减小，t5时达到平衡；
图象t2起点二氧化碳浓度突然增大为1mol/L，随反应进行减小，图中t3 到t4终点平衡线在0.5的线上，t4t4以后在0.5线以下，但不能到横坐标线上且有平衡线段，图象为：
；故答案为：
（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0，反应Ⅰ是恒温恒容容器，Ⅱ为恒容绝热，反应是放热反应，图表中反应ⅠⅡ若恒温恒容达到相同平衡状态，Ⅱ为逆向恒容绝热，温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，甲醇浓度增大；
故答案为：＜，＜；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol） 2 6 0 0
变化量（mol） 1 3 1 1
30min量（mol） 1 3 1 1
对反应I，前10min内的平均反应速率v（CH3OH）=
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 3 |
若30min时只改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为3.2mol，氢气增加，说明平衡逆向进行，温度升高T2＞T1，若30min时只向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），对正逆反应的影响程度相同，平衡不变；
故答案为：0.025mol?L-1?min-1 ，＜，不；
点评：本题考查了热化学方程式书写，平衡影响因素分析判断，平衡计算的分析应用，注意恒温恒容和恒容绝热容器的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
A、B、C、D、E、F为中学化学中的常见物质，且物质A由1～2种短周期元素组成，在一定条件下有如下转化关系，请完成下列问题：下列说法正确的是（ ）
| A、阴阳离子通过静电吸引形成离子键 |
| B、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱 |
| C、第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强 |
| D、元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果 |
分析下表中三个气体物质的有关数据，下列说法不正确的是（ ）
| 物质 | 质量 | 体积 | ||
| 0℃，101kPa | 20℃101kPa | 0℃，202kPa | ||
| H2 | 2 | 22.4 | 24.0 | 11.2 |
| O2 | 32 | 22.4 | 24.0 | 11.2 |
| CO2 | 44 | 22.3 | 23.9 | 11.2 |
| A、物质的量相同的三种气体，在相同的条件下，其体积基本相同 |
| B、相同的条件下，体积相同的三种气体，其质量不同 |
| C、相同的条件下，体积相同的三种气体，因其质量不同，所以气体分子数目也不同 |
| D、质量相同的三种气体，在相同的条件下，其体积一定不同 |
下列说法不正确的是（ ）
A、
| ||||
B、
| ||||
| C、常温常压下，只有一种元素的单质是液态 | ||||
| D、常温常压下，气态单质的分子都是由非金属元素的原子形成的 |
）是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：
）是人体必需的氨基酸之一，写出其发生缩聚反应的化学方程式
25℃时，c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.1mol/L的醋酸、醋酸钠混合溶液中，c（CH3COOH）、c（CH3COO-）与pH的关系如图所示．下列有关该溶液的叙述不正确的是（ ）| A、pH=5的溶液中：c（CH3COOH）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（OH-） |
| B、溶液中：c（H+）+c（Na+）=c（CH3COO-）+c（OH-） |
| C、由W点可以求出25℃时CH3COOH的电离常数 |
| D、pH=4的溶液中：c（H+）+c（Na+）+c（CH3COOH）-c（OH-）=0.1 mol/L |
下列说法不正确的是（ ）
| A、等物质的量浓度的 NH4HSO4溶液和NaOH溶液等体积混合，溶液中各离子浓度大小关系为：c（Na+）=c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-） | ||
B、25℃时，将a mo1?L-l氨水与0.01 moI?L-1盐酸等体积混合，反应完全时溶液中c（NH4+）=c（C1-），用含a的代数式表示NH3?H2O的电离常数Kb=
| ||
C、 某温度下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH随溶液体积V变化的曲线如图所示．Ⅱ为醋酸稀释时pH的变化曲线，且a、b两点水的电离程度：a＜b | ||
| D、已知298K时氢氰酸（HCN）的Ka=4.9×10-10、碳酸的Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11，据此可推测将氢氰酸加入到碳酸钠溶液中能观察到有气泡产生 |