Question

【題目】霧霾嚴(yán)重影響人們的生活，霧霾的形成與汽車排放的 NOx等有毒氣體有關(guān)．
（1）可以通過(guò)活性炭處理汽車尾氣，原理為：C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＜0．
①下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A．2ν正（NO）=ν逆（CO2）
B．在恒溫、恒容的容器中，混合氣體的壓強(qiáng)保持不變
C．在絕熱、恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化
D．在恒溫、恒壓的容器中，混合氣體的密度保持不變
②在恒溫、恒容條件下，加入2mol C（s）和2mol NO（g）達(dá)平衡后，再在絕熱、恒容條件下，加入1mol NO重新達(dá)平衡后，N2的百分含量將（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）臭氧是理想的煙氣脫硝試劑，原理為：2NO2（g）+O3（g）N2O5（g）+O2（g）．
若在容積為10L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，起始時(shí)充入0.4molNO2、0.2mol O3 ， 反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖1所示．

①實(shí)驗(yàn)a從開(kāi)始至平衡時(shí)的反應(yīng)速率v（O3）=；實(shí)驗(yàn)c中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ．
②與實(shí)驗(yàn)a相比，其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件分別是：b ， c ．
③M點(diǎn)的逆反應(yīng)速率 v（逆）N點(diǎn)的正反應(yīng)速率v（正） （填“＞”、“＜”或“=”）．
④若在N點(diǎn)時(shí)，維持溫度和壓強(qiáng)不變，t1時(shí)再加入0.4molNO2、0.2mol O3 ， 請(qǐng)?jiān)趫D中畫出逆反應(yīng)速率在t1后隨時(shí)間t的變化曲線圖2 ．

Answer 1

【答案】
（1）CD；減小
（2）2.5×10﹣4mol?L﹣1?min﹣1；30%；使用催化劑；升高溫度；＜；
【解析】解：（1）C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＜0．①A．當(dāng)ν正（NO）=2ν逆（CO2）時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以2ν正（NO）=ν逆（CO2）時(shí)該反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
B．該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，所以在恒溫、恒容的容器中，混合氣體的壓強(qiáng)始終保持不變，不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
C．在絕熱、恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化，說(shuō)明該反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
D．在恒溫、恒壓的容器中，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，當(dāng)混合氣體的密度保持不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選CD； ②加入NO后平衡正向移動(dòng)，但轉(zhuǎn)化的NO物質(zhì)的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于加入的NO，導(dǎo)致混合氣體中氮?dú)庠黾拥奈镔|(zhì)的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總物質(zhì)的量增加的量，所以氮?dú)夂�量減小，所以答案是：減小；（2）①同溫同容下，混合氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，開(kāi)始時(shí)壓強(qiáng)為180kPa，平衡時(shí)為150kPa，所以反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之比=180kPa：150kPa=6：5，反應(yīng)前氣體的總物質(zhì)的量=（0.4+0.2）mol=0.6mol，則反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)2NO2（g）+O3（g）N2O5（g）+O2（g）知，反應(yīng)前后減少的物質(zhì)的量等于臭氧參加反應(yīng)的物質(zhì)的量為（0.6﹣0.5）mol=0.1mol，
臭氧平均反應(yīng)速率v= = =2.5×10﹣4 molL﹣1min﹣1；
實(shí)驗(yàn)c中，反應(yīng)前壓強(qiáng)與反應(yīng)前后壓強(qiáng)變化量之比等于反應(yīng)前氣體的物質(zhì)的量與反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量變化量之比=190pKa：（190﹣171）pKa=10：1，反應(yīng)前氣體的總物質(zhì)的量=（0.4+0.2）mol=0.6mol，則前后氣體減少的物質(zhì)的量為0.06mol，參加反應(yīng)的二氧化氮物質(zhì)的量是反應(yīng)前后減少的物質(zhì)的量的2倍，為0.12mol，
二氧化氮轉(zhuǎn)化率= = ×100%=30%；
所以答案是：2.5×10﹣4 molL﹣1min﹣1；30%；
②與實(shí)驗(yàn)a相比，b中縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，但平衡時(shí)壓強(qiáng)不變，說(shuō)明改變條件只改變反應(yīng)速率但不影響平衡移動(dòng)，所以改變的條件是使用催化劑；
c中改變條件時(shí)增大反應(yīng)速率且反應(yīng)前后壓強(qiáng)改變量變小，抑制平衡正向移動(dòng)，所以改變的條件是升高溫度；
所以答案是：使用催化劑；升高溫度；③溫度越高、壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越大，但溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響大于壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響，N點(diǎn)溫度高于M點(diǎn)，所以M點(diǎn)的逆反應(yīng)速率 v（逆）＜N點(diǎn)的正反應(yīng)速率v（正），所以答案是：＜；④若在N點(diǎn)時(shí)，維持溫度和壓強(qiáng)不變，t1時(shí)再加入0.4molNO2、0.2mol O3 ， 改變條件瞬間，反應(yīng)物濃度不變、生成物濃度變小，平衡正向移動(dòng)，其圖象為 ，所以答案是： ．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握化學(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(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；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．