Question

1．煤炭燃烧会产生二氧化碳、氮氧化物等有害气体，污染环境．
（1）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，已知：
4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
3O₂（g）?2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
则脱硝反应2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=-42.75kJ•mol^-1kJ•mol^-1．
（2）若脱硝反应在恒容密闭容器中进行，下列说法正确的是abd．
a．升高温度，平衡常数减小
b．增大O₃量可以提高NO₂转化率
c．降低温度，既能提高NO₂的转化率，又能加快反应速率
d．如图所示，t₁时使用了催化剂
（3）某实验小组模拟合成甲醇的过程，将6molCO₂和8molH₂充入一容积为2L的密闭容器中，发生反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂0（g）△H=-49.0kJ•mol^-1．测得H₂的物质的量随时间变化如下表所示，回答下列问题：

时间/min	0	1	3	8	11
n（H2）mol	8	6	3	2	2

该反应在0～8min内生成CH₃OH的平均反应速率是0.125mol•L^-1•min^-1；该反应的平衡常数为K=0.5；其他条件不变，将12molCO₂和16molH₂充入密闭容器中反应，则H₂是转化率会增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）根据阿伦尼乌斯公式可知．化学反应速率常数随温度变化的关系为k=Ae^{（-Ea/Rr）（}其中Ea为活化能，R为常量，A为大于零的常数），在相同温度下，活化能Ea越大，化学反应速率常数k越小（填“越大”或“越小”）
（5）某研究小组用熔断Li₂CO₃作电解质，电解还原CO₂制石墨，电解过程中阴极的电极反应式3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，已知：
①4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
②3O₂（g）?2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
目标反应的反应热△H，2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=$\frac{①-②}{2}$，由此分析解答；
（2）a．正反应是放热反应，所以升高温度，平衡常数减小；
b．增大O₃量，平衡正向移动，可以提高NO₂转化率；
c．降低温度，化学反应速率减慢；
d．t₁时反应速率加快，所以使用了催化剂；
（3）根据v=$\frac{△c}{△t}$，平衡常数K等于平衡时生成物的浓度的幂之积比上反应物浓度幂之积；其他条件不变，将12molCO₂和16molH₂充入密闭容器中反应，相当于增大压强；
（4）在相同温度下，根据k=Ae^（-Ea/Rr），活化能Ea越大，K越小；
（5）电解过程中阴极发生还原反应，电极反应式为：3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-．

解答 解：（1）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，已知：
①4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
②3O₂（g）?2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
目标反应的反应热△H，2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=$\frac{①-②}{2}$=$\frac{-56.70-28.80}{2}$=-42.75kJ•mol^-1，故答案为：-42.75kJ•mol^-1；
（2）a．正反应是放热反应，所以升高温度，平衡常数减小，故正确；
b．增大O₃量，平衡正向移动，可以提高NO₂转化率，故正确；
c．降低温度，化学反应速率减慢，故错误；
d．t₁时反应速率加快，所以使用了催化剂，故正确；
故选abd；
（3）v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{8-2}{2}}{8}$=0.375mol•L^-1•min^-1；所以v（CH₃OH）=$\frac{0.375mol•{L}^{-1}•mi{n}^{-1}}{3}$=0.125mol•L^-1•min^-1；
        CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂0
初起浓度：3       4         0        0
变化浓度：1        3        1        1
平衡浓度：2        1        1        1
K=$\frac{1×1}{{1}^{3}×2}$=0.5，其他条件不变，将12molCO₂和16molH₂充入密闭容器中反应，相当于增大压强，平衡正向移动，H₂是转化率会增大，故答案为：0.125；0.5；增大；
（4）在相同温度下，根据k=Ae^（-Ea/Rr），活化能Ea越大，K越小，所以活化能Ea越大，化学反应速率常数k越小，故答案为：越小；
（5）电解过程中阴极发生还原反应，电极反应式为：3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-，故答案为：3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-．

点评 本题考查反应速率计算、化学平衡的计算与影响因素、平衡常数等，难度中等，注意基础知识的掌握，注意（3）中三行式的应用．