Question

【題目】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：
2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol﹣1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1
反應(yīng)Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=kJmol﹣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）△H=QkJmol﹣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（molL﹣1）	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

①0～10min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)K=；
②30min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若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，則Q0（填“＞”或“＜”）．
④在絕熱恒容條件下，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2nmol NO（g）的同時(shí)消耗nmol 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

【答案】
（1）（0.5a+b）
（2）0.032 mol?L﹣1?min﹣1；0.25；ad；＜；bcd
【解析】解：（1）已知：①2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol﹣1②3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1根據(jù)蓋斯定律，①× +②可得：Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g），故△H=（0.5a+b）kJmol﹣1 ，
所以答案是：（0.5a+b）；（2）①0～10min內(nèi)，NO的濃度變化量為（1﹣0.68）mol/L=0.32mol/L，則v（NO）= =0.032 molL﹣1min﹣1；
20min處于平衡常數(shù)，平衡時(shí)NO濃度為0.5mol/L，N2、CO2的濃度均為0.25mol/L，T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = =0.25，
所以答案是：0.032 molL﹣1min﹣1；0.25；②30min后，只改變某一條件，40minNO、N2、CO2的濃度均增大，均變?yōu)?0min時(shí)的1.2倍，平衡不移動(dòng)，應(yīng)是適當(dāng)縮小體積或適當(dāng)加入一定量的NO，故選：ad；③30minNO、N2、CO2的濃度之比為2：1：1，若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，則升高溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0，所以答案是：＜；④a．單位時(shí)間內(nèi)生成2nmol NO（g）的同時(shí)消耗nmol CO2（g），均表示逆反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，故a錯(cuò)誤；
b．絕熱條件下，反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變，說(shuō)明各組分物質(zhì)的量不變，反應(yīng)到達(dá)平衡，故b正確；
c．隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總質(zhì)量增大，容器的容積不變，混合氣體的密度增大，當(dāng)混合氣體密度不再發(fā)生改變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故c正確；
d．隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總質(zhì)量增大，則總物質(zhì)的量增大，絕熱恒容下，容器內(nèi)壓強(qiáng)變化，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，故d正確，
故選：bcd．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識(shí)，掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效），以及對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的理解，了解狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．