Question

14．碳和氮是动植物体内的重要组成元素，向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应，氮氧化物会造成光化学烟雾，目前，这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容．
Ⅰ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）．某研究小组向一个容积不变的密闭容器（容器容积为3L，固体试样体积忽略不计）中加入NO和足量的活性炭，在恒温（T℃）条件下反应，测得不同时间（t）时各物质的物质的量（n）如表：

n/mol t/mol	NO	N2	CO2
0	2.00	0	0
10	1.16	0.42	0.42
20	0.80	0.60	0.60
30	0.80	0.60	0.60

①10min-20min时间内，用v（NO）表示的反应速率为0.012mol/（L•min）．
②根据表中数据，计算T℃时该反应的平衡常数为0.56（保留两位小数）．
③下列各项能判断该反应达到平衡状态的是CD
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的平衡转化率不变（填“增大”、“不变”或“减小”）．
Ⅱ在3L容积可变的密闭容器中发生反应H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g），恒温下c（CO）随时间t变化的曲线I如图所示．若在t₀时分别改变一个条件，曲线I变成曲线II和曲线III．
①当曲线I变成曲线II时，改变的条件是加入催化剂；
②当曲线I变成曲线III时，改变的条件及改变条件的变化量分别是增大压强，压强变为原来的1.5．

Answer 1

分析 Ⅰ①计算10min～20min内，NO浓度的变化，得到v（NO）；
②20min后达到化学平衡状态，利用化学平衡常数表达式计算，化学平衡常数；
③利用化学平衡状态的特征判断；
④NO的起始浓度增大，体系压强增大，由于反应前后气体体积不变，化学平衡状态不变；
Ⅱ①根据曲线中c（CO）变化所需时间进行判断；
②曲线Ⅰ变成曲线Ⅲ，CO浓度增大，由于反应前后气体体积不变，可以减小体积或者增大压强考虑，结合平衡状态时，CO的浓度之比，计算出体积减小或者压强增大的倍数．

解答 解：Ⅰ①10min～20min内，NO浓度的变化为$\frac{1.16mol-0.80mol}{3L}$=0.12mol/L，v（NO）=$\frac{0.12mol/L}{20mim-10min}$=0.012mol/（L•min），
故答案为：0.012mol/（L•min）；
②20min后达到化学平衡状态，由于C为固体，化学平衡常数表达式为$\frac{c（N{\;}_{2}）•c（CO{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO）}$=$\frac{\frac{0.60mol}{3L}•\frac{0.60mol}{3L}}{（\frac{0.80mol}{3L}）^{2}}$=0.56，
故答案为：0.56；
③A．反应前后气体体积不变，是否达到平衡状态，压强都不发生变化，故A错误；
 B．2v（NO）_（正）=v（N₂）_（逆），速率之比等于计量数之比可知，v（N₂）_（逆）=$\frac{1}{2}$v（NO）_（逆），即v（NO）_（正）=$\frac{1}{4}$v（NO）_（逆），未达到平衡状态，故B错误；
C．容器内CO₂的体积分数不变，则各物质浓度不再发生变化，达到化学平衡状态，故C正确；
D．$ρ=\frac{m}{V}$，气体物质的量不变，由于C为固体，则气体总质量m，随着反应进行会发生变化，即密度也会发生变化，当密度不变时，达到化学平衡状态，故D正确；
故选：CD；
④NO的起始浓度增大，体系压强增大，由于反应前后气体体积不变，化学平衡状态不变，则NO的转化率也不变，
故答案为：不变；
Ⅱ①曲线Ⅰ变成曲线Ⅱ时，CO平衡浓度不变，达到平衡所需时间减小，加快了反应速率，可以是加入催化剂，
故答案为：加入催化剂；
②曲线Ⅰ变成曲线Ⅲ，CO浓度增大，由于反应前后气体体积不变，减小体积或者增大压强都可以达到目的；曲线Ⅰ达平衡时c（CO）=3.0mol•L^-1，曲线Ⅲ达平衡时c（CO）=4.5mol•L^-1，浓度增大为原来的$\frac{4.5}{3}$=1.5倍，则压强增大为原来的1.5倍，
故答案为：增大压强，压强变为原来的1.5．

点评 本题较为综合，考查了热化学方程式的书写、化学平衡常数、化学平衡状态的判断已经化学平衡移动，难度中等，其中Ⅱ为图象题，具有一定难度．