Question

18．某研究小組向2L密閉容器中加入過量的活性炭和0.2mol NO，恒溫（T₁℃）下發(fā)生反應(yīng)：C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）Q kJ/mol（Q＞0）．30min后達(dá)到平衡，測得NO濃度為0.04mol/L．回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{[{N_2}]•[CO]}}{{{{[NO]}^2}}}$；T₁℃達(dá)到平衡時(shí)，N₂的平均反應(yīng)速率=0.001mol/（L•min）．
（2）30min后，若改變某一條件提高NO的轉(zhuǎn)化率，則可以改變的條件是降溫、除去二氧化碳．
（3）若開始時(shí)密閉容器的體積為1L，其他條件不變，達(dá)到平衡后，與原平衡相比，下列說法正確的是ab．
a．NO的轉(zhuǎn)化率不變
b．N₂的濃度是原來的2倍
c．反應(yīng)放出的熱量為0.1Q
d．達(dá)到平衡的時(shí)間是原來的一半．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫，注意固體、醇液體不需要寫出；
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO），再 利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（N₂）；
（2）提高NO的轉(zhuǎn)化率，改變條件使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，注意不能增大NO的濃度；
（3）若開始時(shí)密閉容器的體積為1L，其它條件不變，等效為增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，與原平衡為等效平衡，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)判斷．

解答 解：（1）可逆反應(yīng)C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）平衡常數(shù)k=$\frac{{[{N_2}]•[CO]}}{{{{[NO]}^2}}}$．30min后達(dá)到平衡，測得NO濃度為0.04mol/L，則△c（NO）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，故v（NO）=$\frac{0.06mol/L}{30min}$=0.002mol/（L•min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=$\frac{1}{2}$×0.002mol/（L•min）=0.001 mol/（L•min），
故答案為：$\frac{{[{N_2}]•[CO]}}{{{{[NO]}^2}}}$；0.001 mol/（L•min）；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度可以使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，提高NO的轉(zhuǎn)化率，除去二氧化碳以使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，提高NO的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：降溫、除去二氧化碳；
（3）若開始時(shí)密閉容器的體積為1L，其它條件不變，等效為增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，與原平衡為等效平衡，
a．平衡不移動(dòng)，與原平衡為等效平衡，NO的轉(zhuǎn)化率不變，故a正確；
b．平衡時(shí)N₂的物質(zhì)的量不變，體積縮小一倍，故濃度是原來的2倍，故b正確；
c．NO的轉(zhuǎn)化率不變，參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量與原平衡相同為0.2mol-0.04mol/L×2L=0.12mol，故反應(yīng)放出的熱量為$\frac{0.12mol}{2mol}$×Q=0.06Q，故c錯(cuò)誤；
d．壓強(qiáng)增大一倍，反應(yīng)速率加快，但不一定是原平衡的2倍，故達(dá)到平衡的時(shí)間不一定原來的一半，故d錯(cuò)誤；
故答案為：ab．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡問題，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，題目涉及化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素等，難度中等，（3）中注意理解等效平衡規(guī)律．