问题 问答题

某研究小组向2L密闭容器中加入过量的活性炭和0.2mol NO,恒温(T1℃)下发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)+Q(Q>0).30min后达到平衡,测得NO浓度为0.04mol/L.回答下列问题:

(1)该反应的平衡常数表达式K=______;T1℃达到平衡时,N2的平均反应速率=______.

(2)30min后,若改变某一条件提高NO的转化率,则可以改变的条件是______.

(3)30min后,升高温度至T2℃,达到平衡后,容器内NO、N2、CO2的关系不可能是______.

a.5:3:3;b.1:1:1;c.4:3:3;d.2:1:1

(4)若开始时密闭容器的体积为1L,其它条件不变,达到平衡后,与原平衡相比,下列说法正确的是______.

a.NO的转化率不变b.N2的浓度是原来的2倍

c.反应放出的热量为0.1Qd.达到平衡的时间是原来的一半.

答案

(1)可逆反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)平衡常数k=

[N2]•[CO]
[NO]2
.30min后达到平衡,测得NO浓度为0.04mol/L,则△c(NO)=
0.2mol
2L
=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L,故v(NO)=
0.06mol/L
30min
=0.002mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,故v(N2)=
1
2
v(NO)=
1
2
×0.002mol/(L•min)=0.001 mol/(L•min),

故答案为:

[N2]•[CO]
[NO]2
;0.001 mol/(L•min);

(2)该反应正反应是放热反应,降低温度可以使平衡向正反应移动,提高NO的转化率,除去二氧化碳以使平衡向正反应移动,提高NO的转化率,故答案为:降温、除去二氧化碳;

(3)T1℃达到平衡时,NO浓度为0.04mol/L,△c(NO)=

0.2mol
2L
=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L,则:

              C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)

开始(mol/L):0.1      0      0

变化(mol/L):0.06     0.03   0.03

平衡(mol/L):0.04     0.03   0.03

故T1℃达到平衡时容器内n(NO):n(N2):n(CO2)=0.04:0.03:0.03=4:3:3,

该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,NO的物质的量增大,N2、CO2的物质的量减小,n(NO):n(N2)增大,但n(N2):n(CO2)始终为1:1,n(NO):n(N2)增大,故n(NO):n(N2)>4:3,且n(N2):n(CO2)=1:1,故bc不可能,

故答案为:bc;

(4)若开始时密闭容器的体积为1L,其它条件不变,等效为增大压强,该反应前后气体的物质的量不变,平衡不移动,与原平衡为等效平衡,

a.平衡不移动,与原平衡为等效平衡,NO的转化率不变,故a正确;

b.平衡时N2的物质的量不变,体积缩小一倍,故浓度是原来的2倍,故b正确;

c.NO的转化率不变,参加反应的NO的物质的量与原平衡相同为0.2mol-0.04mol/L×2L=0.12mol,故反应放出的热量为

0.12mol
2mol
×Q=0.06Q,故c错误;

d.压强增大一倍,反应速率加快,但不一定是原平衡的2倍,故达到平衡的时间不一定原来的一半,故d错误;

故答案为:ab.

单项选择题
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