Question

1．煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、氮氧化物等有害氣體，污染環(huán)境．
（1）臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，已知：
4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
3O₂（g）?2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
則脫硝反應(yīng)2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=-42.75kJ•mol^-1kJ•mol^-1．
（2）若脫硝反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，下列說法正確的是abd．
a．升高溫度，平衡常數(shù)減小
b．增大O₃量可以提高NO₂轉(zhuǎn)化率
c．降低溫度，既能提高NO₂的轉(zhuǎn)化率，又能加快反應(yīng)速率
d．如圖所示，t₁時(shí)使用了催化劑
（3）某實(shí)驗(yàn)小組模擬合成甲醇的過程，將6molCO₂和8molH₂充入一容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂0（g）△H=-49.0kJ•mol^-1．測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示，回答下列問題：

時(shí)間/min	0	1	3	8	11
n（H2）mol	8	6	3	2	2

該反應(yīng)在0～8min內(nèi)生成CH₃OH的平均反應(yīng)速率是0.125mol•L^-1•min^-1；該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=0.5；其他條件不變，將12molCO₂和16molH₂充入密閉容器中反應(yīng)，則H₂是轉(zhuǎn)化率會(huì)增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）根據(jù)阿倫尼烏斯公式可知．化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度變化的關(guān)系為k=Ae^{（-Ea/Rr）（}其中Ea為活化能，R為常量，A為大于零的常數(shù)），在相同溫度下，活化能Ea越大，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k越小（填“越大”或“越小”）
（5）某研究小組用熔斷Li₂CO₃作電解質(zhì)，電解還原CO₂制石墨，電解過程中陰極的電極反應(yīng)式3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，已知：
①4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
②3O₂（g）?2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱△H，2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）+O₂（g）的△H=$\frac{①-②}{2}$，由此分析解答；
（2）a．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減��；
b．增大O₃量，平衡正向移動(dòng)，可以提高NO₂轉(zhuǎn)化率；
c．降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢；
d．t₁時(shí)反應(yīng)速率加快，所以使用了催化劑；
（3）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$，平衡常數(shù)K等于平衡時(shí)生成物的濃度的冪之積比上反應(yīng)物濃度冪之積；其他條件不變，將12molCO₂和16molH₂充入密閉容器中反應(yīng)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)；
（4）在相同溫度下，根據(jù)k=Ae^（-Ea/Rr），活化能Ea越大，K越��；
（5）電解過程中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-．

解答 解：（1）臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，已知：
①4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）△H=-56.70kJ•mol^-1
②3O₂（g）?2O₃（g）△H=+28.80kJ•mol^-1
目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱△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，故答案為：-42.75kJ•mol^-1；
（2）a．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，故正確；
b．增大O₃量，平衡正向移動(dòng)，可以提高NO₂轉(zhuǎn)化率，故正確；
c．降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，故錯(cuò)誤；
d．t₁時(shí)反應(yīng)速率加快，所以使用了催化劑，故正確；
故選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
初起濃度：3       4         0        0
變化濃度：1        3        1        1
平衡濃度：2        1        1        1
K=$\frac{1×1}{{1}^{3}×2}$=0.5，其他條件不變，將12molCO₂和16molH₂充入密閉容器中反應(yīng)，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，H₂是轉(zhuǎn)化率會(huì)增大，故答案為：0.125；0.5；增大；
（4）在相同溫度下，根據(jù)k=Ae^（-Ea/Rr），活化能Ea越大，K越小，所以活化能Ea越大，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k越小，故答案為：越�。�
（5）電解過程中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-，故答案為：3CO₂+4e^-=C+CO₃^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡的計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，注意（3）中三行式的應(yīng)用．