Question

CH₄(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol^－1。該反應可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時，分別將0.50 mol CH₄和a mol NO₂充入1 L的密閉容器中發生反應，測得有關數據如下表：

實驗 編號	溫度	時間/min	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)開展實驗1和實驗2的目的是______________________________。
(2)180 ℃時，反應到40 min，體系________(填“是”或“否”)達到平衡狀態，理由是__________________________；
CH₄的平衡轉化率為________。
(3)已知130 ℃時該反應的化學平衡常數為6.4，試計算a的值。(寫出計算過程)
(4)一定條件下，反應時間t與轉化率α(NO₂)的關系如圖所示，請在圖像中畫出180 ℃時，壓強為p₂(設壓強p₂>p₁)的變化曲線，并做必要的標注。

(5)根據已知求算：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

Answer 1

　(1)探究溫度對反應速率和化學平衡的影響
(2)是　溫度升高，反應速率加快，高溫下比低溫下更快達到平衡狀態，對比實驗1可確定40 min時反應已經達到平衡狀態　70%
(3)       CH₄(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)
c₀/mol·L^－1:  0.50    a          0     0      0
Δc/mol·L^－1:  0.40   0.80       0.40   0.40    0.80
c_平/mol·L^－1:  0.10  a－0.80     0.40    0.40    0.80
則：＝6.4，解得a＝1.2
答：a的值為1.2
(4)

(5)－1 160 kJ·mol^－1

　(1)實驗1和實驗2相比只是改變了溫度，因此實驗目的是探究溫度對反應速率和化學平衡的影響。(2)溫度升高，該反應的反應速率加快，且平衡向逆反應方向移動，對比實驗1可知40 min時，實驗2中已經達到平衡狀態。(4)正反應是氣體體積增大的反應，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，NO₂的轉化率降低，而反應速率更快，圖像如答案