Question

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

（1）真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

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

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

（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH =Q kJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间/min 浓度/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内，NO的平均反应速率v(NO)＝ ，T1℃时，该反应的平衡常数＝ 。

②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。

A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭

C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积

③在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。

A．单位时间内生成2 n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)

B．反应体系的温度不再发生改变

C．混合气体的密度不再发生改变

D 反应体系的压强不再发生改变

 

Answer 1

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

【解析】

试题分析：（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内，NO的平均反应速率v(NO)＝ΔC/Δt=(1．00-0．68)mol/L÷10min=0．032mol/( L·min)．T1℃时，当反应达到平衡时，化学平衡常数．②30 min后改变了一个条件，使化学平衡发生移动，当达到新的平衡后，各种物质的浓度都增大，由于，所以温度不变。A．通入一定量的NO 。会使反应物的浓度增大，化学平衡正向移动，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以反应物的转化率不变。最终达到平衡时各物质浓度增加的浓度比例相等。正确。B．加入一定量的活性炭，活性炭是固体，改变用量对平衡无影响。错误。C．加入合适的催化剂,只能加快反应速率，缩短达到平衡所需要的水解，化学平衡不发生移动。错误。D．适当缩小容器的体积。因为该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以缩小容器的容积，平衡不会发生移动，单位体积内各种物质的浓度都增大。即反应物、生成物的浓度都增大。增大的比例不变。正确。③在恒容条件下，A．无论反应是否达到平衡，在任何时刻都存在单位时间内生成2 n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)，所以不能作为判断反应是否达到平衡的标志。错误。B．该反应体系伴随着热效应，如果反应未达到平衡，则体系的温度必然发生变化，若不再发生改变，则必然已经达到平衡状态。正确。C，如果反应未达到平衡状态，就会有固体C的消耗或生成，气体的密度就会增大或减小。因此气体的密度不变，则反应达到了平衡状态。正确。D 由于该反应是个反应前后气体体积相等的反应，所以在容积固定的密闭容器中，在任何时刻都存在着反应体系的压强不变。因此反应体系的压强不变不能作为判断平衡是否达到的标志。错误。

考点：考查反应热、化学反应速率、化学平衡常数的计算及平衡状态的判断和影响因素的知识。