Question

某温度下，在2L密闭容器中，加入24g碳单质与1molN₂O气体，反应C（s）+2N₂O?CO₂（g）+2N₂（g），2分钟时达到平衡，此时CO₂的浓度为0.125mol?L^-1．根据题意完成下列填空：
（1）上述过程v（N₂O）=

 

mol?L^-1?min，平衡时，容器中气体为

 

mol．请用上述反应中某气体的相关物理量的变化情况来说明该反应已达到平衡状态

 

．
（2）不同温度下，上述反应的平衡常数K值如下表，判断该反应正反应为（填“放热”或“吸热”）

 

．

温度	100℃	300℃	500℃
K	0.125	0.95	3.2

（3）500℃，在相同的密闭容器中，改变起始时加入的各物质用量，测得某一时刻，

c(CO2)?[c(N2)]2

c(N2O)2

=3.6，此时v_正

 

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）500℃时，平衡后，移去0.1molCO₂，重新达到新平衡后，K=

 

，此时N₂O体积分数将（填“增大”或“减小”）

 

，N₂O体积分数变化的依据是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据化学平衡三段式计算，结合反应速率概念计算化学反应速率，平衡标志是反应的正逆反应速率相同；
（2）平衡常数随温度变化，结合平衡常数含义判断反应热量变化；
（3）浓度商和平衡常数比较分析反应进行程度；
（4）平衡常数随温度变化，不随浓度改变，移去0.1molCO₂，平衡右移，N₂O体积分数减小，

解答： 解：（1）在2L密闭容器中，加入24g碳单质与1molN₂O气体，反应C（s）+2N₂O?CO₂（g）+2N₂（g），2分钟时达到平衡，此时CO₂的浓度为0.125mol?L^-1．
              C（s）+2N₂O?CO₂（g）+2N₂（g）
起始量（mol）  2       1     0       0
变化量（mol）         0.5    0.25    0.5
平衡量（mol）        0.5    0.125×2   0.5
v（N₂O）=

0.5mol 2L

2min

=0.125mol/L?min；
平衡时，容器中气体物质的量为=0.5mol+0.25mol+0.5mol=1.25mol；
气体的浓度、质量、物质的量、百分含量、密度、平均相对分子质量不再改变，说明该反应已达到平衡状态，
故答案为：0.125；1.25；气体的浓度、质量、物质的量、百分含量、密度、平均相对分子质量不再改变均可；
（2）依据图表数据分析可知平衡常数随温度升高增大，说明反应正向进行，正反应为吸热反应，故答案为：吸热；
（3）500℃，在相同的密闭容器中，改变起始时加入的各物质用量，测得某一时刻浓度商为3.6＞K=3.2说明反应逆向进行，V_正＜_V逆，故答案为：＜；
（4）500℃时，平衡后，移去0.1molCO₂，重新达到新平衡后，平衡常数随温度变化，温度不变，平衡常数不变，移去二氧化碳，减小生成物浓度，平衡正向进行，N₂O减小，混合气体体积增大，所以N₂O体积分数将减小，平衡正向进行，反应是气体体积增大的反应，
故答案为：3.2；减小；平衡正向进行，反应是气体体积增大的反应．

点评：本题考查了化学平衡计算应用，反应速率影响因素，平衡影响因素的分析判断，平衡常数含义和影响因素分析，题目难度中等．