Question

14．碳和氮是動植物體內(nèi)的重要組成元素，向大氣中過度排放二氧化碳會造成溫室效應(yīng)，氮氧化物會造成光化學(xué)煙霧，目前，這些有毒有害氣體的處理成為科學(xué)研究的重要內(nèi)容．
Ⅰ用活性炭還原法處理氮氧化物．有關(guān)反應(yīng)為：C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．某研究小組向一個容積不變的密閉容器（容器容積為3L，固體試樣體積忽略不計）中加入NO和足量的活性炭，在恒溫（T℃）條件下反應(yīng)，測得不同時間（t）時各物質(zhì)的物質(zhì)的量（n）如表：

n/mol t/mol	NO	N2	CO2
0	2.00	0	0
10	1.16	0.42	0.42
20	0.80	0.60	0.60
30	0.80	0.60	0.60

①10min-20min時間內(nèi)，用v（NO）表示的反應(yīng)速率為0.012mol/（L•min）．
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算T℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.56（保留兩位小數(shù)）．
③下列各項能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是CD
A．容器內(nèi)壓強保持不變             B.2v（NO）_正=v（N₂）_逆
C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變        D．混合氣體的密度保持不變
④一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率不變（填“增大”、“不變”或“減小”）．
Ⅱ在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），恒溫下c（CO）隨時間t變化的曲線I如圖所示．若在t₀時分別改變一個條件，曲線I變成曲線II和曲線III．
①當(dāng)曲線I變成曲線II時，改變的條件是加入催化劑；
②當(dāng)曲線I變成曲線III時，改變的條件及改變條件的變化量分別是增大壓強，壓強變?yōu)樵瓉淼?.5．

Answer 1

分析 Ⅰ①計算10min～20min內(nèi)，NO濃度的變化，得到v（NO）；
②20min后達到化學(xué)平衡狀態(tài)，利用化學(xué)平衡常數(shù)表達式計算，化學(xué)平衡常數(shù)；
③利用化學(xué)平衡狀態(tài)的特征判斷；
④NO的起始濃度增大，體系壓強增大，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，化學(xué)平衡狀態(tài)不變；
Ⅱ①根據(jù)曲線中c（CO）變化所需時間進行判斷；
②曲線Ⅰ變成曲線Ⅲ，CO濃度增大，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，可以減小體積或者增大壓強考慮，結(jié)合平衡狀態(tài)時，CO的濃度之比，計算出體積減小或者壓強增大的倍數(shù)．

解答 解：Ⅰ①10min～20min內(nèi)，NO濃度的變化為$\frac{1.16mol-0.80mol}{3L}$=0.12mol/L，v（NO）=$\frac{0.12mol/L}{20mim-10min}$=0.012mol/（L•min），
故答案為：0.012mol/（L•min）；
②20min后達到化學(xué)平衡狀態(tài)，由于C為固體，化學(xué)平衡常數(shù)表達式為$\frac{c（N{\;}_{2}）•c（CO{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO）}$=$\frac{\frac{0.60mol}{3L}•\frac{0.60mol}{3L}}{（\frac{0.80mol}{3L}）^{2}}$=0.56，
故答案為：0.56；
③A．反應(yīng)前后氣體體積不變，是否達到平衡狀態(tài)，壓強都不發(fā)生變化，故A錯誤；
 B．2v（NO）_（正）=v（N₂）_（逆），速率之比等于計量數(shù)之比可知，v（N₂）_（逆）=$\frac{1}{2}$v（NO）_（逆），即v（NO）_（正）=$\frac{1}{4}$v（NO）_（逆），未達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變，則各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化，達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．$ρ=\frac{m}{V}$，氣體物質(zhì)的量不變，由于C為固體，則氣體總質(zhì)量m，隨著反應(yīng)進行會發(fā)生變化，即密度也會發(fā)生變化，當(dāng)密度不變時，達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故D正確；
故選：CD；
④NO的起始濃度增大，體系壓強增大，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，化學(xué)平衡狀態(tài)不變，則NO的轉(zhuǎn)化率也不變，
故答案為：不變；
Ⅱ①曲線Ⅰ變成曲線Ⅱ時，CO平衡濃度不變，達到平衡所需時間減小，加快了反應(yīng)速率，可以是加入催化劑，
故答案為：加入催化劑；
②曲線Ⅰ變成曲線Ⅲ，CO濃度增大，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，減小體積或者增大壓強都可以達到目的；曲線Ⅰ達平衡時c（CO）=3.0mol•L^-1，曲線Ⅲ達平衡時c（CO）=4.5mol•L^-1，濃度增大為原來的$\frac{4.5}{3}$=1.5倍，則壓強增大為原來的1.5倍，
故答案為：增大壓強，壓強變?yōu)樵瓉淼?.5．

點評 本題較為綜合，考查了熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷已經(jīng)化學(xué)平衡移動，難度中等，其中Ⅱ為圖象題，具有一定難度．