Question

碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。

（1）真空碳熱還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：

①2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s) = 6AlCl(g)＋6CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1

②3AlCl(g) ＝ 2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1

反應(yīng)：Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝ kJ·mol－1 (用含a、b的代數(shù)式表示)；

（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH =Q kJ·mol－1。在T1℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

時(shí)間/min 濃度/mol/L	0	10	20	30	40	50
NO	1．00	0．68	0．50	0．50	0．60	0．60
N2	0	0．16	0．25	0．25	0．30	0．30
CO2	0	0．16	0．25	0．25	0．30	0．30

 

①0～10 min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)＝ ，T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)＝ 。

②30 min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是 (填字母編號(hào))。

A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭

C．加入合適的催化劑 D．適當(dāng)縮小容器的體積

③在恒容條件下，能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 (填選項(xiàng)編號(hào))。

A．單位時(shí)間內(nèi)生成2 n mol NO(g)的同時(shí)消耗n mol CO2(g)

B．反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變

C．混合氣體的密度不再發(fā)生改變

D 反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變

 

Answer 1

（1）0．5a+b；（2）① 0．032mol/( L·min) ; 0．25；②A D；③B C

【解析】

試題分析：（1）①÷2+②。整理得Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝（0．5a+b）kJ/mol (2) ①0～10 min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)＝ΔC/Δt=(1．00-0．68)mol/L÷10min=0．032mol/( L·min)．T1℃時(shí)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)．②30 min后改變了一個(gè)條件，使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到新的平衡后，各種物質(zhì)的濃度都增大，由于，所以溫度不變。A．通入一定量的NO 。會(huì)使反應(yīng)物的濃度增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變。最終達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)濃度增加的濃度比例相等。正確。B．加入一定量的活性炭，活性炭是固體，改變用量對(duì)平衡無(wú)影響。錯(cuò)誤。C．加入合適的催化劑,只能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需要的水解，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。錯(cuò)誤。D．適當(dāng)縮小容器的體積。因?yàn)樵摲磻?yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以縮小容器的容積，平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，單位體積內(nèi)各種物質(zhì)的濃度都增大。即反應(yīng)物、生成物的濃度都增大。增大的比例不變。正確。③在恒容條件下，A．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，在任何時(shí)刻都存在單位時(shí)間內(nèi)生成2 n mol NO(g)的同時(shí)消耗n mol CO2(g)，所以不能作為判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的標(biāo)志。錯(cuò)誤。B．該反應(yīng)體系伴隨著熱效應(yīng)，如果反應(yīng)未達(dá)到平衡，則體系的溫度必然發(fā)生變化，若不再發(fā)生改變，則必然已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。正確。C，如果反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，就會(huì)有固體C的消耗或生成，氣體的密度就會(huì)增大或減小。因此氣體的密度不變，則反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。正確。D 由于該反應(yīng)是個(gè)反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以在容積固定的密閉容器中，在任何時(shí)刻都存在著反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變。因此反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變不能作為判斷平衡是否達(dá)到的標(biāo)志。錯(cuò)誤。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及平衡狀態(tài)的判斷和影響因素的知識(shí)。