Question

4．二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向．用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中的氮氧化物，某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H，在T₁℃時，反應進行到不同時間測得各物質的量濃度如下：

時間/min 濃度/（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	2.0	1.16	0.80	0.80	0.96	0.96
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72
CO2	0	0.42	0.60	0.60	0.72	0.72

（1）根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T₁℃時，該反應在0-20min的平均反應速率v（N₂）=0.03mol•L^-1•min^-1；計算該反應的平衡常數(shù)K=0.56．
（2）30min后，只改變某一條件，根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是BC（雙選）
A．加入合適的催化劑     B．適當縮小容器的體積
C．通入一定量的NO       D．加入一定量的活性炭
（3）若30min后升高溫度至T₂℃，達到平衡時，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為5：3：3，則達到新平衡時NO的轉化率降低 （填“升高”或“降低”），△H＜0（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）結合v=$\frac{△c}{△t}$計算0-20min的平均反應速率v（N₂），結合平衡濃度計算K，K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（2）30min后，由表格中的數(shù)據(jù)可知，NO及生成物的濃度均增大，結合平衡移動分析；
（3）30min時，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比=0.040：0.030：0.030=4：3：3，30min后升高溫度至T₂℃，達到平衡時，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為5：3：3，則平衡向逆反應方向移動，以此來解答．

解答 （1）①0.03；0.56（或9/16）（2）BC；（3）降低；＜；
解：（1）T₁℃時，該反應在0-20min的平均反應速率v（N₂）=$\frac{0.60mol/L}{20min}$=0.03mol•L^-1•min^-1；平衡濃度c（NO）=0.80mol/L，c（N₂）=0.6mol/L，c（CO₂）=0.60mol/L，C（s）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g），平衡常數(shù)K=$\frac{0.6×0.6}{0．{8}^{2}}$=0.56，
故答案為：0.03；0.56；
（2）30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮，氮氣，二氧化碳濃度都增大；
A．加入合適的催化劑，只能改變化學反應速率，不能改變平衡，濃度不變，故A不符合；
B．適當縮小容器的體積，反應前后是氣體體積不變的反應，平衡不動，但物質濃度增大，符合要求，故B符合；
C．通入一定量的NO，反應正向進行，達到平衡后一氧化氮、氮氣、二氧化碳濃度增大，故C符合；
D．加入一定量的活性炭是固體，對平衡無影響，故D不符合；
故答案為：BC；
（3）30min時，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為0.040：0.030：0.030=4：3：3，30min后升高溫度至T₂℃，達到平衡時，容器中NO、N₂、CO₂的濃度之比為5：3：3，則平衡向逆反應方向移動，可知逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，則△H＜0，平衡逆向移動，NO轉化率降低，
故答案為：降低；＜．

點評 本題考查化學平衡計算及平衡移動，為高頻考點，把握平衡濃度、K的計算、平衡移動為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意（3）為解答的難點，題目難度不大．