CH4可用于消除NO2的污染,回答下列問題。
(1)已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-116.2kJ?mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ?mol-1
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
則CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=
-863.8
-863.8
kJ?mol-1。
(2)在相同溫度和壓強下,一定量的CH4與NO2在不同條件下反應的能量變化如圖所示。當反應進行到某相同時刻時,測得在催化劑2條件下NO2轉化率更高,其原因是 反應未達到平衡狀態(tài),在催化劑2條件下,反應的活化能更低,反應速率更快,相同反應時間內二氧化氮的轉化率更高
反應未達到平衡狀態(tài),在催化劑2條件下,反應的活化能更低,反應速率更快,相同反應時間內二氧化氮的轉化率更高
。
(3)在體積均為2L的密閉容器A(500℃,絕熱)、B(500℃,恒溫)兩個容器中分別加入2molCH4、2molNO2和相同催化劑。A、B容器中CH4的轉化率α(CH4)隨時間變化如圖所示。
時間(s/t) |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
A中α(CH4)(%) |
0 |
20 |
22 |
22 |
22 |
B中α(CH4)(%) |
0 |
10 |
20 |
25 |
25 |
①A、B兩容器中,反應平衡后放出熱量少的是
A
A
,理由是
A容器絕熱,隨反應進行放出的熱量使體系溫度升高,相對B容器中反應平衡逆向進行,逆向為吸熱反應,放出熱量減少
A容器絕熱,隨反應進行放出的熱量使體系溫度升高,相對B容器中反應平衡逆向進行,逆向為吸熱反應,放出熱量減少
。
②B容器中,判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志為
ac
ac
(填字母序號)。
a.壓強保持不變
b.密度保持不變
c.CO
2的體積分數(shù)保持不變
d.v(CH
4):v(N
2)=1:l
e.斷裂4molC-H鍵同時斷裂2molO-H鍵
③A容器中前100s內用NO
2表示的化學反應速率v(NO
2)=
0.004
0.004
mol?L
-1?s
-1④已知反應速率v
正=k
正?c(CH
4)?c(NO
2)
2,v
逆=k
逆?c(N
2)?c(CO
2)?c(H
2O)
2(k
正、k
逆分別是正、逆反應速率常數(shù)),則B容器中平衡時
=
,200s時
=
3.75
3.75
。