Question

【题目】雾霾严重影响人们的生活，雾霾的形成与汽车排放的 NOx等有毒气体有关．
（1）可以通过活性炭处理汽车尾气，原理为：C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＜0．
①下列情况能说明该反应达到平衡状态的是
A．2ν正（NO）=ν逆（CO2）
B．在恒温、恒容的容器中，混合气体的压强保持不变
C．在绝热、恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温、恒压的容器中，混合气体的密度保持不变
②在恒温、恒容条件下，加入2mol C（s）和2mol NO（g）达平衡后，再在绝热、恒容条件下，加入1mol NO重新达平衡后，N2的百分含量将（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（2）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，原理为：2NO2（g）+O3（g）N2O5（g）+O2（g）．
若在容积为10L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.4molNO2、0.2mol O3 ， 反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图1所示．

①实验a从开始至平衡时的反应速率v（O3）=；实验c中NO2的平衡转化率为 ．
②与实验a相比，其他两组改变的实验条件分别是：b ， c ．
③M点的逆反应速率 v（逆）N点的正反应速率v（正） （填“＞”、“＜”或“=”）．
④若在N点时，维持温度和压强不变，t1时再加入0.4molNO2、0.2mol O3 ， 请在图中画出逆反应速率在t1后随时间t的变化曲线图2 ．

Answer 1

【答案】
（1）CD；减小
（2）2.5×10﹣4mol?L﹣1?min﹣1；30%；使用催化剂；升高温度；＜；
【解析】解：（1）C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＜0．①A．当ν正（NO）=2ν逆（CO2）时该反应达到平衡状态，所以2ν正（NO）=ν逆（CO2）时该反应没有达到平衡状态，故错误；
B．该反应前后气体物质的量不变，所以在恒温、恒容的容器中，混合气体的压强始终保持不变，不能判断该反应是否达到平衡状态，故错误；
C．在绝热、恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化，说明该反应正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故正确；
D．在恒温、恒压的容器中，反应前后气体的质量发生变化，当混合气体的密度保持不变时，该反应达到平衡状态，故正确；
故选CD； ②加入NO后平衡正向移动，但转化的NO物质的量远远小于加入的NO，导致混合气体中氮气增加的物质的量远远小于总物质的量增加的量，所以氮气含量减小，所以答案是：减小；（2）①同温同容下，混合气体的压强之比等于其物质的量之比，开始时压强为180kPa，平衡时为150kPa，所以反应前后气体的物质的量之比=180kPa：150kPa=6：5，反应前气体的总物质的量=（0.4+0.2）mol=0.6mol，则反应后气体的总物质的量为0.5mol，根据2NO2（g）+O3（g）N2O5（g）+O2（g）知，反应前后减少的物质的量等于臭氧参加反应的物质的量为（0.6﹣0.5）mol=0.1mol，
臭氧平均反应速率v= = =2.5×10﹣4 molL﹣1min﹣1；
实验c中，反应前压强与反应前后压强变化量之比等于反应前气体的物质的量与反应前后气体的物质的量变化量之比=190pKa：（190﹣171）pKa=10：1，反应前气体的总物质的量=（0.4+0.2）mol=0.6mol，则前后气体减少的物质的量为0.06mol，参加反应的二氧化氮物质的量是反应前后减少的物质的量的2倍，为0.12mol，
二氧化氮转化率= = ×100%=30%；
所以答案是：2.5×10﹣4 molL﹣1min﹣1；30%；
②与实验a相比，b中缩短到达平衡的时间，但平衡时压强不变，说明改变条件只改变反应速率但不影响平衡移动，所以改变的条件是使用催化剂；
c中改变条件时增大反应速率且反应前后压强改变量变小，抑制平衡正向移动，所以改变的条件是升高温度；
所以答案是：使用催化剂；升高温度；③温度越高、压强越大反应速率越大，但温度对化学反应速率影响大于压强对化学反应速率影响，N点温度高于M点，所以M点的逆反应速率 v（逆）＜N点的正反应速率v（正），所以答案是：＜；④若在N点时，维持温度和压强不变，t1时再加入0.4molNO2、0.2mol O3 ， 改变条件瞬间，反应物浓度不变、生成物浓度变小，平衡正向移动，其图象为 ，所以答案是： ．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．