Question

【題目】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：
2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol﹣1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1
反應Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=kJmol﹣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）△H=QkJmol﹣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（molL﹣1）	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

①0～10min內，NO的平均反應速率v（NO）= ， T1℃時，該反應的平衡常數K=；
②30min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若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，則Q0（填“＞”或“＜”）．
④在絕熱恒容條件下，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2nmol NO（g）的同時消耗nmol 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

【答案】
（1）（0.5a+b）
（2）0.032 mol?L﹣1?min﹣1；0.25；ad；＜；bcd
【解析】解：（1）已知：①2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol﹣1②3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1根據蓋斯定律，①× +②可得：Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g），故△H=（0.5a+b）kJmol﹣1 ，
所以答案是：（0.5a+b）；（2）①0～10min內，NO的濃度變化量為（1﹣0.68）mol/L=0.32mol/L，則v（NO）= =0.032 molL﹣1min﹣1；
20min處于平衡常數，平衡時NO濃度為0.5mol/L，N2、CO2的濃度均為0.25mol/L，T1℃時，該反應的平衡常數K= = =0.25，
所以答案是：0.032 molL﹣1min﹣1；0.25；②30min后，只改變某一條件，40minNO、N2、CO2的濃度均增大，均變為30min時的1.2倍，平衡不移動，應是適當縮小體積或適當加入一定量的NO，故選：ad；③30minNO、N2、CO2的濃度之比為2：1：1，若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，則升高溫度平衡逆向移動，正反應為放熱反應，故△H＜0，所以答案是：＜；④a．單位時間內生成2nmol NO（g）的同時消耗nmol CO2（g），均表示逆反應速率，反應始終按該比例關系進行，故a錯誤；
b．絕熱條件下，反應體系的溫度不再發生改變，說明各組分物質的量不變，反應到達平衡，故b正確；
c．隨反應進行混合氣體總質量增大，容器的容積不變，混合氣體的密度增大，當混合氣體密度不再發生改變，說明反應到達平衡，故c正確；
d．隨反應進行混合氣體總質量增大，則總物質的量增大，絕熱恒容下，容器內壓強變化，反應體系的壓強不再發生改變，說明反應到達平衡，故d正確，
故選：bcd．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對化學平衡狀態的判斷的理解，了解狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．