Question

用活性炭還原法處理氮氧化物，有關(guān)反應(yīng)為：C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．某研究小組向某密閉的真空容器（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計）中加入NO和足量的活性炭，恒溫（T₁℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如表：

時間/min濃度（mol/L）	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10 20 30	0.58 0.40 0.40	0.21 0.30 0.30	0.21 0.30 0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.17

①10min～20min的時間段內(nèi)，以CO₂表示的反應(yīng)速率為

 

；
②寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式K=

 

；
③下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是

 

 （填序號字母）；
A．容器內(nèi)壓強保持不變                   
B．2v_正（NO）=v_逆（N₂）
C．容器內(nèi)CO₂的體積分數(shù)不變             
D．混合氣體的密度保持不變
④30min時改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，則改變的條件可能是

 

；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率

 

 （填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

考點：化學平衡狀態(tài)的判斷,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：①依據(jù)圖標數(shù)據(jù)結(jié)合化學反應(yīng)速率概念計算得到；
②化學平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
③依據(jù)化學平衡狀態(tài)的實質(zhì)是正逆反應(yīng)速率相等，結(jié)合反應(yīng)特征分析判斷；
④依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析判斷；
⑤反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)物只有氣體一氧化氮，增大一氧化氮濃度相當于增大容器內(nèi)壓強對平衡的影響分析．

解答： 解：①10min～20min以內(nèi)v（CO₂）表示的反應(yīng)速率=

0.30mol/L-0.21mol/L

10min

=0.009mol/（L?min）；故答案為：0.009mol/（L?min）；
②固體物質(zhì)不代入表達式，化學平衡常數(shù)表達式為：K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

，故答案為：

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

；
③C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)；
A．反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中和反應(yīng)平衡狀態(tài)壓強相同，所以容器內(nèi)壓強保持不變不能說明反應(yīng)達到平衡，故A錯誤；
B．反應(yīng)速率之比等于化學方程式系數(shù)之比，當v_正（NO）=2v_逆（N₂），反應(yīng)達到平衡，v_正（NO）=2v_正（N₂），只能說明反應(yīng)正向進行，故B錯誤；
C．容器內(nèi)CO₂的體積分數(shù)不變，說明反應(yīng)達到平衡，故C正確；
D．混合氣體密度等于質(zhì)量除以體積，反應(yīng)中碳是固體，平衡移動氣體質(zhì)量變化，體積不變，所以混合氣體的密度保持不變，說明反應(yīng)達到平衡，故D正確；
故選CD；
④已知T₁℃時該反應(yīng)平衡濃度為，c（N₂）=0.3mol/L；c（CO₂）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L； K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

=

0.3×0.3

0．42

=0.56；而30min時改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，依據(jù)平衡常數(shù)計算得到c（N₂）=0.34mol/L；c（CO₂）=0.17mol/L；c（NO）=0.32mol/L；K=

c(N2)c(CO2)

c2(NO)

=

0.34×0.17

0.322

=0.56，化學平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)不變說明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮氣濃度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積后加入氮氣；故答案為：減小體積，增大氮氣濃度；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)；增大一氧化氮濃度相當于增大體系壓強，平衡不動，一氧化氮轉(zhuǎn)化率不變；
故答案為：不變．

點評：本題考查了化學平衡的影響因素分析化學平衡移動原理的應(yīng)用，平衡常數(shù)計算判斷，題目難度中等．