Question

某研究小組向2L密閉容器中加入過(guò)量的活性炭和0.2mol NO，恒溫（T₁℃）下發(fā)生反應(yīng)：C（s）+2NO（g）N₂（g）+CO₂（g）+Q（Q＞0）．30min后達(dá)到平衡，測(cè)得NO濃度為0.04mol/L．回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=    ；T₁℃達(dá)到平衡時(shí)，N₂的平均反應(yīng)速率=    ．
（2）30min后，若改變某一條件提高NO的轉(zhuǎn)化率，則可以改變的條件是    ．
（3）30min后，升高溫度至T₂℃，達(dá)到平衡后，容器內(nèi)NO、N₂、CO₂的關(guān)系不可能是    ．
a．5：3：3；b．1：1：1；c．4：3：3；d．2：1：1
（4）若開(kāi)始時(shí)密閉容器的體積為1L，其它條件不變，達(dá)到平衡后，與原平衡相比，下列說(shuō)法正確的是    ．
a．NO的轉(zhuǎn)化率不變b．N₂的濃度是原來(lái)的2倍
c．反應(yīng)放出的熱量為0.1Qd．達(dá)到平衡的時(shí)間是原來(lái)的一半．

Answer 1

【答案】分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書(shū)寫(xiě)，注意固體、醇液體不需要寫(xiě)出；
根據(jù)v=計(jì)算v（NO），再 利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（N₂）；
（2）提高NO的轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，注意不能增大NO的濃度；
（3）計(jì)算T₁℃達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)NO、N₂、CO₂的關(guān)系，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，NO的物質(zhì)的量增大，N₂、CO₂的物質(zhì)的量減小，n（NO）：n（N₂）增大，但n（N₂）：n（CO₂）始終為1：1，n（NO）：n（N₂）增大，據(jù)此判斷；
（4）若開(kāi)始時(shí)密閉容器的體積為1L，其它條件不變，等效為增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，與原平衡為等效平衡，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)判斷．
解答：解：（1）可逆反應(yīng)C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）平衡常數(shù)k=．30min后達(dá)到平衡，測(cè)得NO濃度為0.04mol/L，則△c（NO）==0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，故v（NO）==0.002mol/（L?min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（N₂）=v（NO）=×0.002mol/（L?min）=0.001 mol/（L?min），
故答案為：；0.001 mol/（L?min）；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度可以使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，提高NO的轉(zhuǎn)化率，除去二氧化碳以使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，提高NO的轉(zhuǎn)化率，故答案為：降溫、除去二氧化碳；
（3）T₁℃達(dá)到平衡時(shí)，NO濃度為0.04mol/L，△c（NO）==0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，則：
              C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）
開(kāi)始（mol/L）：0.1      0      0
變化（mol/L）：0.06     0.03   0.03
平衡（mol/L）：0.04     0.03   0.03
故T₁℃達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)n（NO）：n（N₂）：n（CO₂）=0.04：0.03：0.03=4：3：3，
該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，NO的物質(zhì)的量增大，N₂、CO₂的物質(zhì)的量減小，n（NO）：n（N₂）增大，但n（N₂）：n（CO₂）始終為1：1，n（NO）：n（N₂）增大，故n（NO）：n（N₂）＞4：3，且n（N₂）：n（CO₂）=1：1，故bc不可能，
故答案為：bc；
（4）若開(kāi)始時(shí)密閉容器的體積為1L，其它條件不變，等效為增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，與原平衡為等效平衡，
a．平衡不移動(dòng)，與原平衡為等效平衡，NO的轉(zhuǎn)化率不變，故a正確；
b．平衡時(shí)N₂的物質(zhì)的量不變，體積縮小一倍，故濃度是原來(lái)的2倍，故b正確；
c．NO的轉(zhuǎn)化率不變，參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量與原平衡相同為0.2mol-0.04mol/L×2L=0.12mol，故反應(yīng)放出的熱量為×Q=0.06Q，故c錯(cuò)誤；
d．壓強(qiáng)增大一倍，反應(yīng)速率加快，但不一定是原平衡的2倍，故達(dá)到平衡的時(shí)間不一定原來(lái)的一半，故d錯(cuò)誤；
故答案為：ab．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素等，難度中等，（4）中注意理解等效平衡規(guī)律．