Question

（7分）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)  △H=Q kJ·mol^－1。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝              ，T₁℃时，该反应的平衡常数表达式K＝      。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，

根据上表中的数据判断改变的条件可能是             (填字母编号)。

a．加入合适的催化剂              b．加入一定量的活性炭

c．通入一定量的NO               d．适当缩小容器的体积

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：1，Q       0(填“>”或“<”)。

④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是        (填选项编号)。

a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO₂(g)

b.混合气体的平均相对分子质量不再改变

c.反应体系的压强不再发生改变

d.混合气体的密度不再发生改变

Answer

（1）①0.032mol·L－1·min－1 c(N2)c(CO2)/c2(NO) ②cd ；③<； ④bd

【解析】

试题分析：（1）①分析图表数据，0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=(1mol·L—1- 0.68 mol·L—1)/10min=0.032mol·L－1·min－1 化学平衡常数表达式为K= c(N2)c(CO2)/c2(NO)

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，图表数据分析可知一氧化氮，氮气，二氧化碳浓度都增大；

a．加入合适的催化剂，只能改变化学反应速率，不能改变平衡，浓度不变，不符合；

b．加入一定量的活性炭是固体，对平衡无影响，不符合；

c．通入一定量的NO，反应正向进行，达到平衡后一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度增大，符合；

d．适当缩小容器的体积，反应前后是气体体积不变的反应，平衡不动，但是物质浓度增大，符合；

答案为：ad；

③若30min后，达到平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比2：1：1，升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正反应方向是放热反应Q＜0；答案为：＜；

④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是正逆反应速率相同，各组分含量不变，C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）；

a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g），说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡状态，不符合；

b．根据M=m/n，平衡移动时反应前后气体的质量不相等，气体的物质的量相等，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，则说明达到化学平衡状态，符合；

c.由于反应前后气体的物质的量相等，反应体系的压强不再发生改变，不能说明达到化学平衡状态，不符合；

d．碳是固体．当平衡发生移动，气体质量会发生变化，容器体积不变，所以混合气体的密度不再发生改变可以说明反应达到平衡状态，符合；

故答案为：bd；

考点：化学平衡的计算； 化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断