题目内容
15．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CD
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的百分含量将减小 （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）=2.5×10-4mol•L-1•min-1；实验c中NO2的平衡转化率为30%．
②与实验a相比，其他两组改变的实验条件分别是：b使用催化剂，c升高温度．
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．
分析 （1）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
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；
（2）①实验a中，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，
根据v=$\frac{△c}{△t}$计算臭氧反应速率；
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=$\frac{参加反应的二氧化氮物质的量}{二氧化氮初始物质的量}×100%$；
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；
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；
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；
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．
解答 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，故答案为：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=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{10L}}{40min}$=2.5×10-4 mol•L-1•min-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=$\frac{参加反应的二氧化氮物质的量}{二氧化氮初始物质的量}×100%$=$\frac{0.12mol}{0.4mol}$×100%=30%；
故答案为：2.5×10-4 mol•L-1•min-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；
故答案为：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），故答案为：＜；
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
，故答案为：．
点评 本题考查化学平衡计算及化学平衡影响因素，为高频考点，侧重考查学生图象分析及计算能力，注意（2）①中C曲线上二氧化氮转化率的计算方法，注意（2）④中恒温恒压条件下加入反应物会导致容器体积增大，改变体积瞬间反应物浓度不变但生成物浓度减小，为易错点．
| A． | 放热反应在常温下一定是很容易发生 | |
| B． | 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 | |
| C． | 由C（石墨）→C（金刚石）△H=+1.9 kJ•mol-1可知，金刚石比石墨稳定 | |
| D． | 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 |
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890kJ/mol
2molCO和2mol CH4组成的混合气体，在相同条件下完全燃烧时，释放的热量为（ ）
| A． | 2022 kJ | B． | 2670 kJ | C． | 1698kJ | D． | 2346 kJ |
| A． | 16g氧气和臭氧的混合物中含有的氧原子数为NA | |
| B． | 标准状况下，22.4 L水中含有的氧原子数为NA | |
| C． | NA个氯气分子的体积为22.4L | |
| D． | 物质的量浓度为0.5 mol/L的MgCl2溶液中，含有的Cl-个数为NA |
| A． | C60的摩尔质量是720 g•moL-1 | |
| B． | 1 mol C60完全燃烧生成22.4 L CO2 | |
| C． | C60属于有机化合物 | |
| D． | C60的结构与金刚石一样 |
| A． | 氯水、盐酸、火碱、硫酸钡 | B． | 水银、硫酸、烧碱、硫酸氢钠 | ||
| C． | 铜、醋酸、石灰石、氯化铜 | D． | 臭氧、硝酸、纯碱、胆矾 |