Question

碳、氮和鋁的單質及其化合物在工農業生產和生活中有重要的作用。

（1）真空碳熱還原—氯化法可實現由鋁礦制備金屬鋁，其相關的熱化學方程式如下：

①2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s) = 6AlCl(g)＋6CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1

②3AlCl(g) ＝ 2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1

反應：Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝ kJ·mol－1 (用含a、b的代數式表示)；

（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發生反應C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH =Q kJ·mol－1。在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下：

時間/min 濃度/mol/L	0	10	20	30	40	50
NO	1．00	0．68	0．50	0．50	0．60	0．60
N2	0	0．16	0．25	0．25	0．30	0．30
CO2	0	0．16	0．25	0．25	0．30	0．30

 

①0～10 min內，NO的平均反應速率v(NO)＝ ，T1℃時，該反應的平衡常數＝ 。

②30 min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡，根據上表中的數據判斷改變的條件可能是 (填字母編號)。

A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭

C．加入合適的催化劑 D．適當縮小容器的體積

③在恒容條件下，能判斷該反應一定達到化學平衡狀態的依據是 (填選項編號)。

A．單位時間內生成2 n mol NO(g)的同時消耗n mol CO2(g)

B．反應體系的溫度不再發生改變

C．混合氣體的密度不再發生改變

D 反應體系的壓強不再發生改變

 

Answer 1

（1）0．5a+b；（2）① 0．032mol/( L·min) ; 0．25；②A D；③B C

【解析】

試題分析：（1）①÷2+②。整理得Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝（0．5a+b）kJ/mol (2) ①0～10 min內，NO的平均反應速率v(NO)＝ΔC/Δt=(1．00-0．68)mol/L÷10min=0．032mol/( L·min)．T1℃時，當反應達到平衡時，化學平衡常數．②30 min后改變了一個條件，使化學平衡發生移動，當達到新的平衡后，各種物質的濃度都增大，由于，所以溫度不變。A．通入一定量的NO 。會使反應物的濃度增大，化學平衡正向移動，由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，所以反應物的轉化率不變。最終達到平衡時各物質濃度增加的濃度比例相等。正確。B．加入一定量的活性炭，活性炭是固體，改變用量對平衡無影響。錯誤。C．加入合適的催化劑,只能加快反應速率，縮短達到平衡所需要的水解，化學平衡不發生移動。錯誤。D．適當縮小容器的體積。因為該反應是反應前后氣體體積相等的反應，所以縮小容器的容積，平衡不會發生移動，單位體積內各種物質的濃度都增大。即反應物、生成物的濃度都增大。增大的比例不變。正確。③在恒容條件下，A．無論反應是否達到平衡，在任何時刻都存在單位時間內生成2 n mol NO(g)的同時消耗n mol CO2(g)，所以不能作為判斷反應是否達到平衡的標志。錯誤。B．該反應體系伴隨著熱效應，如果反應未達到平衡，則體系的溫度必然發生變化，若不再發生改變，則必然已經達到平衡狀態。正確。C，如果反應未達到平衡狀態，就會有固體C的消耗或生成，氣體的密度就會增大或減小。因此氣體的密度不變，則反應達到了平衡狀態。正確。D 由于該反應是個反應前后氣體體積相等的反應，所以在容積固定的密閉容器中，在任何時刻都存在著反應體系的壓強不變。因此反應體系的壓強不變不能作為判斷平衡是否達到的標志。錯誤。

考點：考查反應熱、化學反應速率、化學平衡常數的計算及平衡狀態的判斷和影響因素的知識。