Question

用活性炭还原处理氮氧化物，有关反应为C(s)+2NO(g) N₂(g)+CO₂(g)。

（1）写出上述反应的平衡常数表达式_______________。

（2）在2L恒容密闭器中加入足量C与NO发生反应，所得数据如表，回答下列问题。

实验编号	温度/℃	起始时NO的物质的量/mol	平衡时N2的物质的量/mol
1	700	0.40	0.09
2	800	0.24	0.08

①结合表中数据，判断该反应的△H____0(填“＞”或“＜”)，理由是_________。

②判断该反应达到平衡的依据是_______。

A.容器内气体密度恒定          B.容器内各气体浓度恒定

C.容器内压强恒定              D.2v正（NO）= v逆（N₂）

（3）700℃时，若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N₂和CO₂发生反应：N₂(g)+CO₂(g)C(s)+2NO(g) ；其中N₂、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。

①0～10 min内的CO₂平均反应速率v＝____________。

②图中A点v(正)___v(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③第10 min时，外界改变的条件可能是_____________。

A．加催化剂              B．增大C的物质的量

C．减小CO₂的物质的量    D．升温    E．降温

Answer

> 计算700℃和800℃的平衡常数K10 AB 0.01 mol·L-1·min-1 > AD

【解析】

（1）根据化学方程式C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，平衡常数K=；

（2）①根据表格数据，列出实验1（700℃）的三段式：

C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)

起始物质的量/mol 0.4 0 0

变化物质的量/mol 0.18 0.09 0.09

平衡物质的量/mol 0.22 0.09 0.09

K1===，

据表格数据，列出实验2（℃）的三段式：

C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)

起始物质的量/mol 0.24 0 0

变化物质的量/mol 0.16 0.08 0.08

平衡物质的量/mol 0.08 0.08 0.08

K2===1＞K1；

温度升高，K增大，则正反应为吸热反应，△H＞0。

故答案为＞；700℃和800℃的平衡常数K10。

②A、该反应气体的总质量是个变量，容器体积不变，所以密度是一个变量，当容器内气体密度恒定时，则反应达到平衡状态，故A正确；

B、各组分的浓度不再改变能说明反应达到平衡状态，故B正确；

C、该反应前后气体分子的数目相同，则气体的总物质的量一直不变，根据pV=nRT，恒温恒容条件下，压强一直不变，所以容器内压强恒定不能说明反应达到平衡状态，故C错误；

D、2v正（NO）= v逆（N2）错误，此时正反应速率和逆反应速率不相等，应是v正（NO）= 2v逆（N2）时反应达到平衡状态，故D错误；

故答案为AB。

③①随着反应进行，n(N2)逐渐减小，n(NO)逐渐增大，10min内，△n(N2)=0.2mol，物质的量变化之比等于计量系数之比，则△n(CO2)=0.2mol，所以v(CO2)= =0.01 mol·L-1·min-1；

②根据图像可知A点反应向正反应方向进行，则v(正)＞v(逆)，故答案为＞；

③第10min时，N2、NO物质的量没有发生突变，N2的物质的量逐渐减小，速率比10min前大；NO物质的量逐渐增大，速率比10min前大。

A、加催化剂，不会引起物质的量的突变，只会增大反应速率，故A正确；

B、增大碳固体的物质的量，对反应速率没有影响，故B错误；

C、减小CO2的物质的量，反应速率减小，故C错误；

D、升温，反应速率增大，故D正确；

E、降温，反应速率减小，故E错误；

故选AD。