Question

【题目】碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．
（1）真空碳热还原﹣氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol﹣1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1
反应Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=kJmol﹣1（用含a、b的代数式表示）；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H=QkJmol﹣1 ． 在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（min） 浓度（molL﹣1）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）= ， T1℃时，该反应的平衡常数K=；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是（填字母编号）．
a．通入一定量的NO
b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂
d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q0（填“＞”或“＜”）．
④在绝热恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是（填选项编号）．
a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g）
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
d．反应体系的压强不再发生改变．

Answer 1

【答案】
（1）（0.5a+b）
（2）0.032 mol?L﹣1?min﹣1；0.25；ad；＜；bcd
【解析】解：（1）已知：①2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol﹣1②3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1根据盖斯定律，①× +②可得：Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g），故△H=（0.5a+b）kJmol﹣1 ，
所以答案是：（0.5a+b）；（2）①0～10min内，NO的浓度变化量为（1﹣0.68）mol/L=0.32mol/L，则v（NO）= =0.032 molL﹣1min﹣1；
20min处于平衡常数，平衡时NO浓度为0.5mol/L，N2、CO2的浓度均为0.25mol/L，T1℃时，该反应的平衡常数K= = =0.25，
所以答案是：0.032 molL﹣1min﹣1；0.25；②30min后，只改变某一条件，40minNO、N2、CO2的浓度均增大，均变为30min时的1.2倍，平衡不移动，应是适当缩小体积或适当加入一定量的NO，故选：ad；③30minNO、N2、CO2的浓度之比为2：1：1，若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故△H＜0，所以答案是：＜；④a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g），均表示逆反应速率，反应始终按该比例关系进行，故a错误；
b．绝热条件下，反应体系的温度不再发生改变，说明各组分物质的量不变，反应到达平衡，故b正确；
c．随反应进行混合气体总质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当混合气体密度不再发生改变，说明反应到达平衡，故c正确；
d．随反应进行混合气体总质量增大，则总物质的量增大，绝热恒容下，容器内压强变化，反应体系的压强不再发生改变，说明反应到达平衡，故d正确，
故选：bcd．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，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），以及对化学平衡状态的判断的理解，了解状态判断：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．