Question

6．近幾年全國各地都遭遇“十面霾伏”．其中，機動車尾氣和燃煤產生的煙氣對空氣質量惡化貢獻較大．
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0
若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t₁時刻達到平衡狀態(tài)的是BD（填代號）．

（圖2中V（正）、K、n、w分別表示正反應速率、平衡常數(shù)、物質的量、質量分數(shù)）
（2）光氣 （COCl₂）是一種重要的化工原料，用于農藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產，工業(yè)上通過Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）制備．圖3為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，右圖為某次模擬實驗研究過程中在1L恒容容器內各物質的濃度隨時間變化的曲線．回答下列問題：
①0-6min內，反應的平均速率v（Cl₂）=0.15 mol•L^-1•min ^-1；
②若保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質各2mol，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）；
③若將初始投料濃度變?yōu)閏（Cl₂）=0.7mol/L、c（CO）=0.5mol/L、c（COCl₂）=0.5         mol/L，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同；
④隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是減��；（填“增大”、“減小”或“不變”）；
⑤比較第8min反應溫度T（8）與第15min反應溫度T（15）的高低：T（8）＜T （15）（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（2）①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（Cl₂）；
②原平衡時n（Cl₂）：n（CO）：n（COCl₂）=3：1：9，現(xiàn)在第7 min 加入體系中的三種物質各2 mol，則反應物的濃度增大程度大些，平衡正向移動；
③改變初始投料濃度變，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同，則為等效平衡，完全轉化到左邊滿足Cl₂濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L；
④由圖可知，升溫平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減��；
⑤第8min反應處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應方向移動，由④升溫平衡向逆反應方向移動，可知正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動．

解答 解：（1）A、t₁時正反應速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、t₁時平衡常數(shù)不再變化，正逆反應速率相等，說明達到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C、t₁時二氧化碳和一氧化氮的物質的量還在變化，說明正逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、t₁時一氧化氮的質量分數(shù)不再變化，表明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故選BD；
（2）①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，濃度變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則v（Cl₂）=$\frac{0.9mol/L}{6min}$=0.15 mol•L^-1•min ^-1，
故答案為：0.15 mol•L^-1•min ^-1；
②6min時，平衡時c（Cl₂）=0.3mol/L、c（CO）=0.1mol/L、c（COCl₂）=0.9mol/L，則原平衡時n（Cl₂）：n（CO）：n（COCl₂）=3：1：9，現(xiàn)在第7 min 加入體系中的三種物質各2 mol，則反應物的濃度增大程度大些，平衡正向移動，
故答案為：向正反應方向；故答案為：向正反應方向；
③最終達到化學平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同，即與開始平衡為等效平衡，完全轉化到左邊滿足Cl₂濃度為1.2mol/L、CO濃度為1.0mol/L，則：0.7ol/L+c（COCl₂）=1.2mol/L，c（CO）=0.5mol/L+c（COCl₂）=1.0mol/L，故c（COCl₂）=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
④由圖1可知，升溫平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，所以溫度高，平衡常數(shù)減小，
故答案為：減小；
⑤根據(jù)圖象，第8min反應處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應方向移動，由④升溫平衡向逆反應方向移動，可知正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，故T（8）＜T（15），
故答案為：＜．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡影響因素、化學平衡常數(shù)、反應速率計算等，側重考查學生對圖象與數(shù)據(jù)的分析及計算能力，難度中等．