CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝-867 kJ·mol-1.该反应可用于消除氮氧化物的污染.在130 ℃和180 ℃时.分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应.测得有关数据如下表:实验编号温度时间/min 0 10 20 40 50 1 130 ℃ n(CH4)/mol 0.50 0.35 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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CH₄(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol^－¹。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH₄和a mol NO₂充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：

实验编号	温度	时间/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)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH₄的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO₂)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p₂(设压强p₂>p₁)的变化曲线，并做必要的标注。

(5)根据已知求算：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

　(1)探究温度对反应速率和化学平衡的影响
(2)是　温度升高，反应速率加快，高温下比低温下更快达到平衡状态，对比实验1可确定40 min时反应已经达到平衡状态　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
则：＝6.4，解得a＝1.2
答：a的值为1.2
(4)

(5)－1 160 kJ·mol^－¹

解析

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：。请回答下列问题：
(1)若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。1 mol乙通入足量强酸溶液中与H^＋反应，反应过程中的能量变化如图。写出乙的一种用途________________。该反应的热化学方程式为___________________________。

(2)若甲是CO₂，用CO₂和NH₃反应可以合成尿素，合成尿素的反应分为如下两步。
第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g)H₂NCOONH₄(l)(氨基甲酸铵)　ΔH₁
第二步：H₂NCOONH₄(l)H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l)(尿素)　ΔH₂
在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图Ⅰ所示。

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO₂的物质的量如图Ⅰ所示，则前10 min用CO₂表示的第一步反应的速率为________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示，则ΔH₂________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe₂O₃（s）＋3CO（g）??2Fe（s）＋3CO₂（g）
ΔH＝a kJ·mol^－1。
（1）已知：①Fe₂O₃（s）＋3C（s，石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH₁＝＋489.0 kJ·mol^－1；
②C（s，石墨）＋CO₂（g）=2CO（g）　ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1。则a＝________。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝________，温度升高后，K值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T ℃时，该反应的平衡常数K＝64，在2 L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

	Fe₂O₃	CO	Fe	CO₂
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0

①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________（填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe₂O₃的量，可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________（填字母）。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是________（填名称）。

（5）25 ℃时有关物质的溶度积如下：K_sp[Mg（OH）₂]＝5.61×10^－12，K_sp[Fe（OH）₃]＝2.64×10^－39。25 ℃时，向含有Mg²^＋、Fe³^＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c（Mg²^＋）∶c（Fe³^＋）＝________。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。

请填写下列空白：
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________；
已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6，则氯化炉中的还原剂化学式是_________________________________________________。
(2)已知：①Mg(s)＋Cl₂(g)=MgCl₂(s) ΔH＝－641 kJ·mol^－¹
②2Mg(s)＋TiCl₄(s)=2MgCl₂(s)＋Ti(s) ΔH＝－512 kJ·mol^－¹
则Ti(s)＋2Cl₂(g)=TiCl₄(s)　ΔH＝________。
(3)Ar气通入还原炉中并不参与反应，通入Ar气的作用是_________________________________________________________________。
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－===2CO₃²^—＋6H₂O，该电池中正极上的电极反应式为____________________________________________。
工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)；C(s)、CO(g)和H₂(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－¹
H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol^－¹
CO(g)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol^－¹
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_______________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H₂(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图循环图
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。

请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是________________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点___________________________________________________。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

当前环境问题是一个全球重视的问题，引起环境问题的气体常见的有温室气体CO₂、污染性气体NO_x、SO_x等。如果对这些气体加以利用就可以成为重要的能源，既解决了对环境的污染，又解决了部分能源危机问题。
（1）二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首，目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气反应合成甲醇，甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。CO₂与H₂反应制备CH₃OH和H₂O的化学方程式为                。
（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：
①C（s）＋O₂（g）=CO₂（g） ΔH₁＝－393．5 kJ·mol^－1
②CO₂（g）＋C（s）=2CO（g） ΔH₂＝+ 172．5 kJ·mol^－1
③S（s）＋O₂（g）=SO₂（g） ΔH₃＝－296．0 kJ·mol^－1
请写出CO与SO₂反应的热化学方程式             。
（3）硝酸厂常用催化还原方法处理尾气。CH₄在催化条件下可以将NO₂还原为N₂。
已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g） ΔH=-889．6 kJ·mol^-1①
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g） ΔH=+67．7 kJ·mol^-1②
则CH₄还原NO₂生成水蒸气和氮气的热化学方程式是              。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求，依靠理论知识做基础。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：_____________________________
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂（g）+CO（g）CH₃OH（g）；ΔH=－90.8 kJ/mol
②2CH₃OH（g）CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；ΔH=－23.5 kJ/mol
③CO（g）+ H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）；ΔH=－41.3 kJ/mol
总反应：3H₂（g）+3CO（g）CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的ΔH="__________" ，
二甲醚（CH₃OCH₃）直接作燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，该电池的负极反应为_____________________________。
（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H₂O（g） H₂（g）+CO₂（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的正反应方向是_________反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：________。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。对反应 N₂O₄（g）

2NO₂（g） △H>0，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是___________。

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
（5）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃。25℃时，将m mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，向该溶液滴加n L氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______（填”正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为_______mol·L^-1。（NH_3·H₂O的电离平衡常数取K_b=2X10^-5 mol·L^-1）
（6）某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如右图，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．

①溶液中H⁺的移动方向由______ 极到______极；（用A、B表示）
②B电极的电极反应式为__________________________。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol^一1
①上述反应中每生成1 mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为_______mol。
②已知：C(s)+2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g) △H="+113.4" kJ·mol^一1，则反应：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO₂(g)+4 H₂ (g) C H₄ (g)+2 H₂O(g)，向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂ 0.2 mol·L^一¹，H₂ 0.8 mol·L^一¹，CH₄0.8 mol·L^一¹，H₂O1.6 mol·L^一¹。则CO₂的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如
图所示:

①上述生产过程的能量转化方式是____________________。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为___________________。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

2013年12月2日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空，进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭，一、二级为常规燃料，常规燃料通常指以肼（N₂H₄）为燃料，以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ．常规燃料通常指以肼（N₂H₄）为燃料，以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大（两者反应生成氮气和氟化氢气体）。
已知：N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)  △H = －543kJ·mol^－1
H₂(g)+ F₂(g) = HF(g)     △H = －269kJ·mol^－1
H₂(g)+ O₂(g) = H₂O(g)     △H = －242kJ·mol^－1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_____________________________。
Ⅱ．氧化剂二氧化氮可由NO和 O₂生成，已知在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：
2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g) ΔH 的体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0.200	0.100	0.080	0.050	0.050	0.050
n(O₂)(mol)	0.100	0.050	0.040	0.025	0.025	0.025

(1) 已知：K₈₀₀_℃>K₁₀₀₀_℃，则该反应的ΔH ______0（填“大于”或“小于”），用O₂表示从0～2 s内该反应的平均速率为__________。
（2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．容器内颜色保持不变                  b． 2v_逆(NO)＝v_正(O₂)
c．容器内压强保持不变                  d．容器内密度保持不变
（3）为使该反应的速率增大，提高NO的转化率，且平衡向正反应方向移动应采取的措施有          。
（4）在上述条件下，计算通入2 mol NO和1 mol O₂的平衡常数K＝______________。
（5）在上述条件下，若开始通入的是0.2 mol NO₂气体，达到化学平衡时，则NO₂的转化率为       。

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