Question

8．活性炭可處理大氣污染物NO．T℃時，在容積為2L的密閉容器中加入NO和一定量的炭粉在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng)：C（s）+2NO（g）?CO₂（g）+N₂（g），測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

	活性炭（mol）	NO（mol）	CO2（mol）	N2（mol）
起始狀態(tài)	3.0	0.8	0	0
2min時	2.8	0.4	0.2	0.2

（1）一定溫度下，在體積恒定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是a、d（填字母序號）．
a．單位時間內(nèi)生成2mol NO，同時生成1mol N₂
b．NO物質(zhì)的量與CO₂物質(zhì)的量之比為2：1
c．容器中混合氣體的壓強不變             
d．混合氣體的密度不變
（2）0～2min內(nèi)，用NO表示該反應(yīng)的平均速率υ（NO）=0.1mol?L^-1?min^-1．
（3）已知升高溫度，該可逆反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K增大，則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．T℃時，該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K=9/16，則2min時正反應(yīng)速率大于（填“大于”、“等于”或“小于”）逆反應(yīng)速率．當該反應(yīng)達到平衡時，NO的平衡轉(zhuǎn)化率為60.0%．
（4）若其他條件不變，改變下列條件后，所得結(jié)論正確的是a、b（填字母序號）．
a．恒壓時，向容器中充入氦氣，反應(yīng)速率減小
b．升高溫度，化學平衡正向移動
c．增大NO的濃度，NO的轉(zhuǎn)化率增大
d．縮小容器的體積，平衡常數(shù)增大．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)到達平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進行判斷；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$來計算求解；
（3）已知升高溫度，該可逆反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K增大，說明平衡正向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；比較濃度商和平衡常數(shù)的大小關(guān)系；NO的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{變化量}{起始量}×100%$；
（4）a．恒壓時，向容器中充入氦氣，體積增大，濃度變小，所以反應(yīng)速率減�。�
b．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學平衡正向移動；
c．增大NO的濃度，相當于增大壓強，平衡不移動，所以NO的轉(zhuǎn)化率不變；
d．平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)．

解答 解：（1）a．單位時間內(nèi)生成2mol NO等效于消耗1mol N₂，同時生成1mol N₂，正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故正確；
b．NO物質(zhì)的量與CO₂物質(zhì)的量之比為2：1，而不是不變，故錯誤；
c．兩邊計量數(shù)相行，所以容器中混合氣體的壓強始終不變，故錯誤；
d．混合氣體的密度不變，說明氣體的質(zhì)量不變，正逆反應(yīng)速率相等，故正確；故選：a、d；
（2）v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.8-0.4}{2}}{2}$=0.1mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.1；
（3）已知升高溫度，該可逆反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K增大，說明平衡正向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；Qc=$\frac{\frac{0.2}{2}×\frac{0.2}{2}}{（\frac{0.4}{2}）^{2}}$=0.25＜K=9/16，所以平衡正向移動，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，
         C（s）+2NO（g）?CO₂（g）+N₂（g），
起始量：3      0.8      0       0
變化量：x      2x       x       x
平衡量：0.8-2x     x       x
所以K=$\frac{（\frac{x}{2}）^{2}}{（\frac{0.8-x}{2}）^{2}}=\frac{9}{16}$，解之得x=0.12mol，
NO的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{變化量}{起始量}×100%$=$\frac{0.24}{0.8}$×100%=60.0%，故答案為：吸熱；大于；60.0%；
（4）a．恒壓時，向容器中充入氦氣，體積增大，濃度變小，所以反應(yīng)速率減小，故正確；
b．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，化學平衡正向移動，故正確；
c．增大NO的濃度，相當于增大壓強，平衡不移動，所以NO的轉(zhuǎn)化率不變，故錯誤；
d．平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，所以縮小容器的體積，平衡常數(shù)不變，故錯誤；故選：a、b．

點評 本題考查了化學平衡的判斷、化學平衡常數(shù)的含義等知識點，難度不大，化學平衡狀態(tài)的判斷是高考的熱點，注意化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與其他物理量無關(guān)．