Question

CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。該反應(yīng)可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時(shí)，分別將0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	溫度	時(shí)間/min	0	10	20	40	50
1	130 ℃	n(CH4)/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
2	180 ℃	n(CH4)/mol	0.50	0.30	0.18		0.15

 

(1)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的目的是______________________________。

(2)180 ℃時(shí)，反應(yīng)到40 min，體系________(填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，理由是__________________________；

CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為________。

(3)已知130 ℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為6.4，試計(jì)算a的值。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

(4)一定條件下，反應(yīng)時(shí)間t與轉(zhuǎn)化率α(NO2)的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D像中畫(huà)出180 ℃時(shí)，壓強(qiáng)為p2(設(shè)壓強(qiáng)p2>p1)的變化曲線，并做必要的標(biāo)注。

 

(5)根據(jù)已知求算：ΔH2＝________。

CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2

 

Answer 1

　(1)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響

(2)是　溫度升高，反應(yīng)速率加快，高溫下比低溫下更快達(dá)到平衡狀態(tài)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)1可確定40 min時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)　70%

(3) CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

c0/mol·L－1: 0.50 a 0 0 0

Δc/mol·L－1: 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80

c平/mol·L－1: 0.10 a－0.80 0.40 0.40 0.80

則： ＝6.4，解得a＝1.2

答：a的值為1.2

(4)

 

(5)－1 160 kJ·mol－1

【解析】　(1)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2相比只是改變了溫度，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟葘?duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。(2)溫度升高，該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)1可知40 min時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(4)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，而反應(yīng)速率更快，圖像如答案