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表：

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该反应的平衡常数的表达式为K=

 

，根据表中数据，计算T₁℃时该反应的平衡常数为

 

（保留两位小数）．
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（NO）_正=v（N₂）_逆
c．容器内CO₂的体积分数不变
d．混合气体的密度保持不变
④一定温度下，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：化学平衡的计算,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

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

；
②20min-30min反应达到平衡，图表中平衡浓度，依据平衡常数的概念计算得到；
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=

0.30mol/L-0.21mol/L

10min

=0.009 mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.009 mol?L^-1?min^-1；
②20-30min反应达到平衡状态，C（s）+2NO（g）?N₂ （g）+CO₂ （g），各物质的平衡浓度为：c（CO₂）=c（N₂）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L，反应的平衡常数为：K=

c(CO2)c(N2)

c2(NO)

=

0.3×0.3

0．42

=0.56，故答案为：

c(CO2)c(N2)

c2(NO)

，0.56；   
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，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；   
④一定温度下，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，平衡不移动，一氧化氮转化率不变，故答案为：不变．

点评：本题较为综合，考查了速率计算、化学平衡常数、化学平衡状态的判断、化学平衡移动，难度中等．注意计算平衡常数要用平衡浓度．