甲烷是一种重要的基础化工原料,不仅可制备多种重要有机产品,还可用于环境保护.请回答下列问题:(1)

2025-04-02 22:52:32
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回答1:

(1)反应物总能量小于生成物总能量,所以反应吸热,故答案为:吸热;
反应过程(1)的热化学方程式:CH4(g)+4NO2(g)=CO2(g)+4NO(g)+2H2O(g)△H=-574kJ/mol  ①,
反应过程(2)的热化学方程式:CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ/mol  ②,
 ①+②得:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734 kJ/mol,
故答案为:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734 kJ/mol;
(2)①CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L )     2        2        0         0
反应(mol/L )    1         1        1         1
平衡(mol/L)     1         1        1         1
则平衡常数为k=

1×1
1×1
=1,
故答案为:1;       
②CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L )  0.4        0.6         0         0
反应(mol/L )   a          a          a         a
平衡(mol/L) 0.4-a       0.6-a        a         a
则平衡常数为
a ×a 
(0.4?a)(0.6?a ) 
=1,所以a=0.24,则CCl4的转化率为
0.24
0.4 
×100%=60%,故答案为:60%;     
③CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L )  0.5       0.5         0         0
反应(mol/L )  0.3       0.3         0.3       0.3
平衡(mol/L)   0.2       0.2         0.3       0.3
则平衡常数为
 0.3× 0.3
0.2×0.2
=2.25,
因温度升高,平衡常数减小,说明化学平衡逆向移动;所以正反应放热,
故答案为:放热;温度为1O0℃时,K=2.25,大于110℃时的平衡常数,所以该反应为放热反应;
④a.使用高效催化剂,平衡不移动,CCl4的转化率不变,故a错误;
b.向容器中再投入1mol CCl4和1molH2,根据等效平衡,化学平衡不移动,CCl4的转化率不变,故b错误;
c.温度升高到200℃,平衡逆向移动,CCl4的转化率减小,故c错误;
d.向容器中再投入1molHCl,平衡逆向移动,CCl4的转化率减小,故d错误;
e.向容器中再投入1molH2,平衡正向移动,CCl4的转化率增大,故e错误;
故选:e.