Question

【题目】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（ ）

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2 mol C(s)和2 mol NO(g)达平衡后，再在绝热、恒容条件下，加入1 mol NO重新达平衡后， N2的百分含量将____________(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0.4 molNO2、0.2 molO3，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所示。

①实验a从开始至平衡时的反应速率v(O3)＝_________；实验c中NO2的平衡转化率为___________。

②与实验a相比，其他两组改变的实验条件分别是：b_________，c__________。

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0.4 molNO2、0.2 mol 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。

Answer 1

【答案】

（1）①CD ②减小；

（2）①2.5×10－4 mol ·L－1·min－1， 30%；

②b：使用催化剂 c：升高温度 ；③<；

④。

【解析】

试题分析：（1）已知通过活性炭处理汽车尾气，原理为：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g) H<0。

①A．根据对同一化学反应来说，用不同物质表示化学反应速率时，速率比等于化学计量数之比可知，当ν正(NO) =2ν逆(CO2)时，正逆反应速率相等，故A错误；B．反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)前后气体分子数相等，混合气体的压强始终保持不变，与是否达到平衡无关，故B错误；C．在绝热、恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化，说明温度恒定，能说明该反应达到平衡状态，故C正确；D．该反应气体体积不变，但气体的质量增加，所以密度增大。当混合气体的密度保持不变时说明已经达到了化学平衡状态，故D正确。

②C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) H<0，为放热反应，在绝热、恒容条件下，加入1molNO重新达平衡后， 体系温度升高，平衡向逆反应方向移动，N2的百分含量将减小。

（2）①设实验a达到平衡后气体物质的量为xmol，则180/150=(0.4+0.2)/x，解得x=0.5，气体减少0.1mol。依据方程式2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)可知参加反应的NO20.2mol，O30.1mol。所以，从开始至平衡时△c=0.1mol/10L=0.01mol/L，反应速率v(O3)＝0.01mol/L÷40min=2.5×10-4mol/(Lmin)；

设实验c达到平衡时气体物质的量为ymol，则190/171=(0.4+0.2)/y，解得y=0.54，气体减少0.06mol。依据方程式2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)可知参加反应的NO20.12mol，中NO2的平衡转化率为：0.12mol/0.4mol×100%=30%。

②由图像可知，b改变条件好反应速率加快、平衡不移动，故与实验a相比，b两组改变的实验条件是使用了催化剂；依据①的分析可知，c达到平衡后正向进行的程度减小、反应速率加快，所以改变的条件应该是升高温度。

③M点在a线上、N点在c线上，由②知c温度高，二者达到平衡状态时c线比a线速率大，且N点正逆反应速率相等、M点正反应速率大于逆反应速率，故M点的逆反应速率 v(逆) <N点的正反应速率v(正)。

④若在N点时，维持温度和压强不变，t1时再加入0.4 molNO2、0.2 mol O3，充入瞬间逆反应速率突然减小，随着反应进行，平衡向正反应方向移动，逆反应速率逐渐增大，当达到新平衡状态时与原平衡是等效平衡，正逆反应速率与原平衡相等。所以，逆反应速率在t1后随时间t的变化曲线如下图所示：。