Question

氫是一種重要的非金屬元素．氫的單質(zhì)及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛而重要的作用．
（1）工業(yè)上一般采用CO和H₂反應(yīng)合成可再生能源甲醇．反應(yīng)如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.1KJ?mol^-1在250℃下，將一定量的CO和H₂投入10L的密閉容器中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（mol?L^-1）變化如下表所示：（前6min沒有改變條件）

	2min	4min	6min	8min	…
CO	0.07	0.06	0.06	0.05	…
H2	x	0.12	0.12	0.20	…
CH3OH	0.03	0.04	0.04	0.05	…

①x=

 

．
②250℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為：

 

（不必化簡）．
③若6min～8min只改變了某一條件，所改變的具體條件是

 

．
④第8min時，該反應(yīng)是不是達(dá)到平衡狀態(tài)

 

．（填“是”或“不是”）
（2）某硝酸廠處理尾氣中的NO的方法是用H₂將NO還原為N₂．
已知：H₂還原NO生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）①根據(jù)表中2min和4min時各種物質(zhì)的濃度的變化量，依據(jù)轉(zhuǎn)化量之比等于方程式計量系數(shù)之比可求出x值；
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，將在250℃下，將4min時各物質(zhì)平衡濃度帶入計算；
③根據(jù)6min到8min時各物質(zhì)濃度的變化來確定改變條件；
④求出第8min時反應(yīng)的濃度商Qc，與250℃時K做比較，若Qc=K反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
（2）根據(jù)能量變化圖，則反應(yīng)斷鍵共吸收2×630+2×436=2132kJ，形成共放出945+4×463=2797kJ，所以該反應(yīng)共放出2797-2132=665kJ的熱量．

解答： 解：（1）①從圖中可知從2min到4min時各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為：△C（CO）：△C（H₂）：△C（CH₃OH）=（0.07-0.06）：（X-0.12）：（0.04-0.03）
化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于方程式的計量系數(shù)得：（0.07-0.06）：（X-0.12）：（0.04-0.03）=1：2：1，解得X=0.14，
故答案為：0.14；
②250℃下，甲醇的平衡濃度是0.06mol/L，氫氣的平衡濃度是0.12mol/L，一氧化碳的平衡濃度是0.04mol/L所以平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

0.04

0.06×0.122

；
故答案為：

0.04

0.06×0.122

；
③對比6min和8min時各物質(zhì)的濃度可知改變條件后反應(yīng)反應(yīng)向正方向進(jìn)行，按照轉(zhuǎn)化量之比等于計量系數(shù)之比△C（CO）：△C（H₂）：△C（CH₃OH）=0.01mol/L：0.02mol/L：0.01mol/L，所以8min后三種物質(zhì)的濃度應(yīng)為：（0.06-0.01）mol/L、（0.12-0.02）mol/L、（0.04+0.01）mol/L，而8min后氫氣的濃度為0.2mol/L，所以多加了0.1mol/L×10=1mol的氫氣；
故答案為：加1 mol氫氣；
④第8min時反應(yīng)的濃度商Qc=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

0.05

0.05×0．22

=

1

0.04

≠K，所以此時不是平衡狀態(tài)，故答案為：不是；
（2）根據(jù)能量變化圖，則反應(yīng)斷鍵共吸收2×630+2×436=2132kJ，形成共放出945+4×463=2797kJ，所以該反應(yīng)共放出2797-2132=665kJ的熱量，熱化學(xué)方程式為2NO（g）+2H₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-665 kJ?mol^-1，故答案為：2NO（g）+2H₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-665 kJ?mol^-1．

點評：本題考查了化學(xué)平衡移動的影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)的計算和應(yīng)用和蓋斯定律求反應(yīng)熱，題目綜合性強，涉及知識是高考中�？嫉膬�(nèi)容，難度較大．