Question

【題目】（1）合成氨工業(yè)中氫氣可由天然氣和水反應(yīng)制備，其 主要反應(yīng)為：CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)，反應(yīng)過(guò)程中 能量變化如圖所示，則該反應(yīng)為___________（填“吸熱”或“放熱”）。若已知，破壞 1mol 化學(xué)鍵需要吸收的熱量如下表所示：

則消耗 1molCH4 吸收或放出熱量為___________________kJ(用含 a b c d 字母的代數(shù)式表示)。

（2）在某體積為2L的密閉容器中充入0.5molNO2和1molCO，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：NO2+COCO2+NO，5min時(shí)，測(cè)得容器中NO的物質(zhì)的量為0.2mol，則：

①該段時(shí)間內(nèi)，用 CO2 表示的平均反應(yīng)速為_____________。

②假設(shè)此反應(yīng)在 5 min 時(shí)達(dá)到平衡，則此時(shí)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為_________________。

③平衡時(shí)，NO2 的轉(zhuǎn)化率為_________________。

④下列事實(shí)能夠說(shuō)明上述反應(yīng)在該條件下已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____________。

A．相同時(shí)間內(nèi)消耗 n mol 的 NO2 的同時(shí)生成 n mol 的 CO2

B．NO2 的物質(zhì)的量濃度不再改變

C．容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

D．v 正(NO)=v 逆(CO)

E．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

F．容器內(nèi)氣體的密度保持不變

G．溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的顏色不再發(fā)生變化

Answer 1

【答案】 吸熱 4a+4b-2c-4d 0.05mol/(L·min) 1.5mol 40% BDG

【解析】（1）反應(yīng)過(guò)程中能量變化可知：反應(yīng)物的能量低于生成物，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；由方程式CH4＋2H2O=CO2＋4H2，可知消耗 1molCH4 吸收或放出熱量為4a+4b-2c-4dkJ；（ 2 ） ①NO2+CO CO2+NO，2 min 時(shí)，測(cè)得容器中 NO 的物質(zhì)的量為 0.2 mol ，則CO2的物質(zhì)的量為0.2mol，②該反應(yīng)前后體積不變，假設(shè)此反應(yīng)在 5 min 時(shí)達(dá)到平衡，則此時(shí)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為 0.5mol+1mol=1.5mol；

③ NO2+CO CO2+NO，

n開(kāi)始0.5mol 1mol 0 0

n變化0.2mol 0.2mol 0.2mol 0.2mol

n平衡0.3mol 0.8mol 0.2mol 0.2mol

平衡時(shí)，NO2 的轉(zhuǎn)化率為0.2/0.5×100%=40%。

④達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是A．相同時(shí)間內(nèi)消耗 n mol 的 NO2 的同時(shí)生成 n mol 的 CO2，均為正速率，故A錯(cuò)誤；B．NO2 的物質(zhì)的量濃度不再改變是平衡狀態(tài)，故B正確；C．容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量在數(shù)值上= m/n ，始終是一個(gè)不變量，所以容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，不一定是平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．v 正(NO)=v 逆(CO)，NO的消耗速率等效于NO的生成速率，與CO的消耗速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；E．兩邊氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不隨時(shí)間的變化而變化，故E錯(cuò)誤；F. 容器內(nèi)的氣體反應(yīng)前后遵循質(zhì)量守恒，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變，密度不變，不一定是平衡狀態(tài)，故F錯(cuò)誤；G. 溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的顏色不再發(fā)生變化，NO2 的物質(zhì)的量濃度不再改變是平衡狀態(tài)，故G正確；故選BDG