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计算题 CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=?867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时，分别将0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
实验编号
| 温度
|
时间
| 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）开展实验1和实验2的目的是 60; 。
（2）180℃时，反应到40min，体系 （填“是”或“否”）达到平衡状态，理由是 ；CH4的平衡转化率为 。
（3）已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。（写出计算过程）
（4）一定条件下，反应时间t与转化率μ（NO2）的关系如图所示，请在图像中画出180℃时，压强为P2（设压强P2＞P1）的变化曲线，并做必要的标注。
（5）根据已知求算：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
计算题 CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=?867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时，分别将0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
实验编号
| 温度
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时间
| 0
| 10
| 20
| 40
| 50
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1
| 130℃
| n（CH4）/mol
| 0.50
| 0.35
| 0.25
| 0.10
| 0.10
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2
| 180℃
| n（CH4）/mol
| 0.50
| 0.30
| 0.18
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| 0.15
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（1）开展实验1和实验2的目的是 。
（2）180℃时，反应到40min，体系 （填“是”或“否”）达到平衡状态，理由是 ；CH4的平衡转化率为 。
（3）已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。（写出计算过程）
（4）一定条件下，反应时间t与转化率μ（NO2）的关系如图所示，请在图像中画出180℃时，压强为P2（设压强P2＞P1）的变化曲线，并做必要的标注。
（5）根据已知求算：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
本题答案：（16分）有效数字错误或无单位运算或无作答，总扣1分
本题解析：
试题分析：（1）控制变量进行探究才能尽快得出合理结论，依题意可知，实验1和2的研究目的是温度对化学平衡的影响，其他条件保持不变，仅仅反应温度分别为130℃、180℃；（2）130℃时，反应到40min时甲烷的物质的量保持不变，说明已达平衡，升高温度，反应速率增大，达到平衡的时间缩短，则180℃时，反应到40min，体系一定达到平衡状态；由于平衡时甲烷的物的量保持不变，读表可知平衡时甲烷为0.15mol，由于起始时甲烷为0.50mol，则甲烷的平衡转化率=(0.50—0.15)mol/0.50mol×100%=70%；（3）根据表中数据，130℃时：
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
起始浓度（mol/L） 0.5 n 0 0 0
变化浓度（mol/L） 0.4 0.8 0.4 0.4 0.8
平衡浓度（mol/L） 0.1 n—0.8 0.4 0.4 0.8
则130℃时该反应的K=[c(N2)×c(CO2)×c2(H2O)]/[c(CH4)×c2(NO2)]=（0.4×0.4×0.82）/[0.1×(n—0.8）2]=6.4， 解得：n=1.2；
（4）180℃、P1变为180℃、P2，就是增大压强，则反应速率增大，平衡左移，二氧化氮的平衡转化率减小，因为正反应是气体体积增大的反应；画图要点为：①起点与180℃、P1时相同；②未达平衡前，180℃、P2时曲线位于180℃、P1时曲线的左边；③180℃、P2时达到平衡的时间小于180℃、P1时；④平衡时，180℃、P2时曲线位于180℃、P1时曲线的下边；
（5）CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=?867 kJ·mol－1，由于系数加倍焓变也加倍，则2CH4(g)+4NO2(g)2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=?2×867 kJ·mol－1，由于CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=?574 kJ·mol－1，根据盖斯定律，前者减去后者可得CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，且焓变等于?1160kJ/mol，故ΔH2=?1160kJ/mol。
考点：考查化学反应原理大题，涉及控制变量实验、温度对化学平衡的影响、平衡转化率的计算、根据平衡常数求反应物的起始量、压强对化学反应速率和化学平衡的影响图像、盖斯定律、热化学方程式等。
本题所属考点：【化学平衡】
本题难易程度：【一般】
He that tells a secret is another's servant. 泄漏机密的人，就成为别人的奴仆。 
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