Question

（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向，左图所示为一定条件下1molCH₃OH与O₂发生反应时，生成CO、CO₂或HCHO的能量变化图[反应物O₂(g)和生成物H₂O(g)略去].

①写出1moL HCHO与O₂发生反应时生成CO和H₂O(g)的热化学方程式_______________；

②CH₃OH与O₂在有催化剂作用下反应，产物中HCHO比率大大提高的原因是_______________；

（2）①一定温度下，将N₂H₄与NO₂以体积比为1：1置于10L定容容器中发生反应2N₂H₄(g)+2NO₂(g)3N₂(g)+4H₂O(l)△H＜0，下列能说明反应达到平衡状态的是_______；

A．混合气体密度保持不变              B.2v_正(NO₂)=3v_逆(N₂)

C．N₂H₄与NO₂体积比保持不变           D．体系压强保持不变

②在某温度下，10L密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量变化如下表：

物质的量/mol 时间	n (N2H4)	n (NO2)	n (N2)
起始	2.0	3.0	0
第2min	1.5	a	0.75
第4min	1.2	b	1.2
第6min	1.0	c	1.5
第7min	1.0	c	1.5

ⅰ前2min内NO₂的平均反应速率为_____________(保留2位有效数字，下同)该温度下反应的平衡常数K=___________________。

ⅱ关于上述反应，下列叙述不正确的是_____________。

A．达到平衡时，移走部分N₂，平衡将向右移动，正反应速率加快

B．缩小容器的体积，平衡向右移动，c(N₂H₄)将变大

C．在相同条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快10⁵倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快10⁸倍，应选用乙催化剂

D．若保持平衡时的温度和压强不变，再向容器中充入He，则此时v(逆) ＞v(正)

ⅲ．请画出该反应中n(NO₂)随时间变化曲线，并画出在第7min分别升温、加压、加催化剂的情况下n(NO₂)随时间变化示意图如图(在图上注明变化的条件)。

Answer

（1）①HCHO(g)+1/2O2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=-235KJ•mol-1

②催化剂使生成HCHO的活化能降低，同时使生成CO的活化能升高，并且生成HCHO的活化能低于生成CO的活化能。（2）①AD ②i 0.025mol·L-1﹒min-1 8.4(mol·L-1)-1

ii A

iii

【解析】

试题分析：（1）①HCHO(g)+1/2O2(g)═CO(g)+H2O(g)该反应为放热反应，

△H=-(676-158-283)KJ•mol-1=-235KJ•mol-1，所以1moL HCHO生成CO的热化学方程式为：HCHO(g)+1/2O2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=-(676-158-283)KJ•mol-1=-235KJ•mol-1；②由图催化剂使生成HCHO的活化能降低，同时使生成CO的活化能升高，并且生成HCHO的活化能低于生成CO的活化能，所以有催化剂作用下反应，产物中HCHO比率大大提高；（2）①A．混合气体密度保持不变，说明气体的质量不变，正逆反应速率相等，达平衡状态，故A正确；B．速率之比等于对应物质的化学计量数之比，所以3v正(NO2)=2v正(N2)时达平衡状态，故B错误；C．因为起始时投料量之比为1：1，而且消耗量是1：1，所以N2H4与NO2体积比始终保持不变，故C错误；D．体系压强保持不变，说明气体的量保持不变，达平衡状态，故D正确；故选AD；②ⅰ前2minN2变化的物质的量为0.75mol，所以NO2的变化物质的量为0.75mol×2/3=0.50mol，NO2的平均反应速率为0.50mol/10L÷2min=0.025mol·L-1﹒min-1；该温度下平衡常数K= =(1.5/10)3÷[(1/10)2×(2/10)2]=8.4 mol•L-1；ⅱA．达到平衡时，移走部分N2，平衡将向右移动，正反应速率降低，故A错误；B． 缩小容器的体积，平衡向右移动，但因体积减小，依据勒夏特列原理，c(N2H4)将变大，故B正确；C．选择催化剂时应选择催化效果比较好的催化剂，则选择乙催化剂，故C正确；D．若保持平衡时的温度和压强不变，再向容器中充入He，则体积增大，平衡逆向移动，此时v(逆) ＞v(正)，故D正确，答案为A。ⅲ根据反应方程式2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O，第2min时，n(N2H4)=1.5mol，所以变化量为0.5mol，则a=2.5mol，由此可求出b=2.4mol，c=2，升高温度平衡逆向移动，所以二氧化氮的浓度变大；增大压强，平衡正向移动，所以二氧化氮的浓度减小，所以图象为

考点：考查了热化学方程式书写和平衡状态的判断、作图象的问题和化学平衡常数、化学方程式的书写以及电极反应式的书写。