Question

用活性炭還原法處理氮氧化物．有關反應為：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，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下：

濃度/mol?L-1 時間/min	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0.30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.17

①10min～20min以V（CO₂） 表示的反應速率為

 

．
②該反應的平衡常數(shù)K表達式為

 

．
③下列各項能作為判斷該反應達到平衡的是

 

（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后，改變某一條件，反應重新達到平衡，則改變的條件可能是

 

．如圖表示CO₂的逆反應速率[V_逆（CO₂）]隨反應時間（t）的變化關系圖．請在圖中畫出在30min改變上述條件時在40min時刻再次達平衡的變化曲線．
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉化率

 

（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：

分析：①由圖表數(shù)據(jù)分析，結合反應速率概念計算得到，v=

△c

△t

；
②依據(jù)平衡常數(shù)的概念來書寫表達式；
③依據(jù)化學平衡狀態(tài)的實質是正逆反應速率相等，結合反應特征分析判斷；
④依據(jù)圖表數(shù)據(jù)變化分析，30min末一氧化氮和二氧化碳濃度減小，氮氣濃度增大，結合計算平衡常數(shù)和濃度變化分析判斷；改變的條件可能是減小二氧化碳濃度，據(jù)此畫出圖象；
⑤反應是氣體體積不變的反應，反應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v（CO₂） 表示的反應速率=

0.3mol/L-0.21mol/L

10min

=0.009 mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.009 mol?L^-1?min^-1；
②反應的平衡常數(shù)為：K=

c(CO2)c(N2)

c2(NO)

，故答案為：

c(CO2)c(N2)

c2(NO)

；   
③C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g），反應是氣體體積不變的反應；
A．反應是氣體體積不變的反應，反應過程中和反應平衡狀態(tài)壓強相同，所以容器內(nèi)壓強保持不變不能說明反應達到平衡，故A錯誤；
B．反應速率之比等于化學方程式系數(shù)之比，當v_正（NO）=2v_逆（N₂），反應達到平衡，v_正（NO）=2v_正（N₂）z只能說明反應正向進行，故B錯誤；
C．容器內(nèi)CO₂的體積分數(shù)不變，說明反應達到平衡，故C正確；
D．混合氣體密度等于質量除以體積，反應中碳是固體，平衡移動氣體質量變化，體積不變，所以混合氣體的密度保持不變，說明反應達到平衡，故D正確；
故選CD；   
④30min時改變某一條件，反應重新達到平衡，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(CO2)c(N2)

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，反應前后氣體體積不變，所以減小二氧化碳濃度，平衡正向進行的結果；依據(jù)二氧化碳濃度減小在圖象中畫出濃度變化如圖所示，作圖要點：①起點在30min時V_逆（CO₂）的一半左右；②終點不超過30min時V_逆（CO₂），則圖象為，
故答案為：減小CO₂ 的濃度；；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．反應是氣體體積不變的反應；增大一氧化氮濃度相當于增大體系壓強，平衡不動，一氧化氮轉化率不變，故答案為：不變．

點評：本題考查化學反應速率、化學平衡常數(shù)及其化學平衡影響因素和平衡標志的分析判斷，圖象繪制是解題的難點，題目難度中等．