Question

用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）?N₂ （g）+CO₂ （g）．某研究小组向某密闭的真空容器（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）中加入NO和足量的活性炭，恒温（T₁℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol?L-1 时间/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） 表示的反应速率为

 

．
②该反应的平衡常数K表达式为

 

．
③下列各项能作为判断该反应达到平衡的是

 

（填序号字母）．
A．容器内压强保持不变　　      
B． 2V_正 （NO）=V_逆 （N₂）
C．容器内CO₂的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
④30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是

 

．如图表示CO₂的逆反应速率[V_逆（CO₂）]随反应时间（t）的变化关系图．请在图中画出在30min改变上述条件时在40min时刻再次达平衡的变化曲线．
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率

 

（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,化学平衡的影响因素

专题：

分析：①由图表数据分析，结合反应速率概念计算得到，v=

△c

△t

；
②依据平衡常数的概念来书写表达式；
③依据化学平衡状态的实质是正逆反应速率相等，结合反应特征分析判断；
④依据图表数据变化分析，30min末一氧化氮和二氧化碳浓度减小，氮气浓度增大，结合计算平衡常数和浓度变化分析判断；改变的条件可能是减小二氧化碳浓度，据此画出图象；
⑤反应是气体体积不变的反应，反应物只有气体一氧化氮，增大一氧化氮浓度相当于增大容器内压强对平衡的影响分析．

解答： 解：①10min～20min以v（CO₂） 表示的反应速率=

0.3mol/L-0.21mol/L

10min

=0.009 mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.009 mol?L^-1?min^-1；
②反应的平衡常数为：K=

c(CO2)c(N2)

c2(NO)

，故答案为：

c(CO2)c(N2)

c2(NO)

；   
③C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g），反应是气体体积不变的反应；
A．反应是气体体积不变的反应，反应过程中和反应平衡状态压强相同，所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡，故A错误；
B．反应速率之比等于化学方程式系数之比，当v_正（NO）=2v_逆（N₂），反应达到平衡，v_正（NO）=2v_正（N₂）z只能说明反应正向进行，故B错误；
C．容器内CO₂的体积分数不变，说明反应达到平衡，故C正确；
D．混合气体密度等于质量除以体积，反应中碳是固体，平衡移动气体质量变化，体积不变，所以混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡，故D正确；
故选CD；   
④30min时改变某一条件，反应重新达到平衡，依据平衡常数计算得到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，化学平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度减小，反应前后气体体积不变，所以减小二氧化碳浓度，平衡正向进行的结果；依据二氧化碳浓度减小在图象中画出浓度变化如图所示，作图要点：①起点在30min时V_逆（CO₂）的一半左右；②终点不超过30min时V_逆（CO₂），则图象为，
故答案为：减小CO₂ 的浓度；；
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）．反应是气体体积不变的反应；增大一氧化氮浓度相当于增大体系压强，平衡不动，一氧化氮转化率不变，故答案为：不变．

点评：本题考查化学反应速率、化学平衡常数及其化学平衡影响因素和平衡标志的分析判断，图象绘制是解题的难点，题目难度中等．