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_(kāi)_______。
(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

　(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