Question

严重雾霾天气的产生与汽车排放的NO₂、CO、NO等气体有关。用活性炭处理尾气时可发生反应：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)△H。

(1)在1L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/°C	起始时NO的物质的量/mol	平衡时N2的物质的量/mol
1	700	0.40	0.12
2	900	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．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化

B．生成lmolN₂的同时消耗2molNO

C．容器内压强恒定

D．容器内恒定

(2)在一定温度下(T₁)测得不同时间点上NO和N₂的浓度如下：

时间/min 浓度/mol/L 物质	0	5	10	15	20	25
NO	1.40	0.74	0.56	0.56	0.63	0.63
N2	0	0.33	0.42	0.42	0.47	0.47

①15min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表数据判断改变的条件可能是___________(填字母)。

a．适当缩小容器的体积b．加入适量的活性炭

c．适当升高温度d．通入适量的NO

②15min时NO的平衡转化率为________，在该温度下(T₁)该反应的化学平衡常数K=____。其他条件不变，若该反应在温度为T₂条件下进行，达到平衡所需时间小于10min，则T₁_____T₂。

(3)T℃时，若向5L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CO₂、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。

请回答下列问题。

①0~10min内的N₂平均反应速率v(N₂)=____________。

②图中A点v(逆)_______v(正)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③第10min时，外界改变的条件可能是_________。

A．增大C的物质的量

B．加催化剂

C．减小N₂的物质的量

D．降温

E．升温

Answer

＞ 计算700℃和900℃的平衡常数K1＜K2，所以△H＞0 AD ad 60% T1＜T2 0.004mol·L-1·min-1 ＜ BE

【解析】

根据表格数据列三段式分别计算平衡常数，比较温度对平衡常数的影响，利用平衡移动知识判断反应为放热反应还是吸热反应，根据平衡状态标志判断反应是否达到平衡状态，根据平衡常数的表达式进行平衡常数的计算，根据化学反应速率计算公式计算化学反应速率，结合图像进行相关判断。

(1)①根据表格数据，列出实验1(700℃)的三段式：，K1==；据表格数据，列出实验2(900℃)的三段式：，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900℃的平衡常数K1＜K2，所以△H＞0；

②A．反应前后气体总质量减小、气体总物质的量不变，则混合气体平均相对分子质量增大，当容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化，反应达到平衡状态，故A正确；

B．无论反应是否达到平衡状态都存在生成1molN2的同时消耗2molNO，不能据此判断平衡状态，故B错误；

C．恒温恒容条件下，气体压强与物质的量成正比，容器内气体物质的量不变，则容器内压强始终恒定，不能据此判断平衡状态，故C错误；

D．容器内恒定时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；

故选AD；

(2)①a.缩小容器体积，由于反应前后气体分子数不变，故平衡不移动，只是NO和N2浓度等比例增大，a正确；

b．活性炭为固体，不会影响平衡，b错误；

c．反应吸热，升温，平衡正向移动，NO浓度减小，c错误；

d．加NO，平衡正向移动，则N2浓度增大，平衡移动不能抵消条件改变，达到新平衡后，NO浓度也增大，d正确；

故选ad；

②15min时NO的平衡转化率==60%；可逆反应有三段式：，该温度下化学平衡常数；升高温度化学反应速率加快，反应达到平衡状态时间缩短,若该反应在温度为T2条件下进行,达到平衡所需时间小于10min，说明反应速率加快，则T1＜T2；

故答案为：60%；；＜；

(3)①随着反应进行，n(CO2)逐渐减小，n(NO)逐渐增大，10min内，△n(CO2)=0.2mol，物质的量变化之比等于计量系数之比，则△n(N2)=0.2mol，所以v(N2)==0.004mol·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，CO2、NO物质的量没有发生突变，CO2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．增大碳固体的物质的量，对反应速率没有影响，故A错误；

B．加催化剂，不会引起物质的量的突变，只会增大反应速率，故B正确；

C．减小N2的物质的量，反应速率减小，故C错误；

D．降温，反应速率减小，故D错误；

E．升温，反应速率增大，故E正确；

故答案为BE。