题目

题型：不详难度：来源：

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作用。
（1）真空碳热还原一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：
2Al₂O₃（s）+ 2AlCl₃（g）+ 6C（s）＝6AlCl（g）+ 6CO（g）；△H＝ a kJ•mol^-1
3AlCl（g）＝ 2Al（l）+ AlCl₃（g）；△H＝ b kJ•mol^-1
反应Al₂O₃（s）+ 3C（s）＝  2Al（l）+ 3CO（g）的△H＝           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）；△H=  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

 
①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=              ，T₁℃时，该反应的平衡常数K=            
②30min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若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：1，则Q         0（填“＞”或“＜”）。
④在恒容绝热条件下，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2nmol NO（g）的同时消耗nmol 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

答案

（1） (1分)
（2）① 0．032 mol/(L·min) （1分）    0．25（2分）
② a d （2分，多选错选不给分，漏选给1分）
③ ＜（2分）
④ b c （2分，多选错选不给分，漏选给1分）

解析

试题分析：（1）根据盖斯定律，反应Al₂O₃（s）+ 3C（s）＝  2Al（l）+ 3CO（g）可有方程式（1）×1/2+（2）得，因此代入相对应焓变值，得a/2+b；（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=（1-0．68）/10=0．032 mol/(L·min)，T₁℃时，在20min时各组分浓度不再发生变化，说明反应达到平衡，可得平衡常数为（0．25×0．25）/0．5²=0．25；②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各组分浓度都增加，可能是缩小体积或增加NO，加入碳是固体，或加入催化剂，平衡不移动，因此选ad；③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：1，相对原来的2:1：1，平衡向左移动，NO的量增加，根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应是放热反应，Q<0，④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态，a．单位时间内生成2nmol NO（g），反应向逆反应方向进行，消耗nmol CO₂（g），也是向逆向进行，不能表示平衡，错误；b．反应体系的温度不再发生改变，因为是绝热体系，所以当温度不再改变时，表示达到平衡，正确；  c．混合气体的密度不再发生改变，体积不变，但碳是固体，当气体质量不再改变时，也就是密度不变，达到平衡，正确。