Question

（13分）（1）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：

浓度	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，Q     0

(填“>”或“<”)。

④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2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO₂(g)

b.混合气体的平均相对分子质量不再改变

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

（2）若以下图所示装置，用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂电极的电极发生         （填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为               。

Answer

（13分）

（1）①0.032mol·L－1·min－1 （2分，无单位或单位错误扣1分），0.25 （2分）

②ad（2分，选对一个给1分，错选不给分）；

③<（2分）； ④bc（2分，选对一个给1分，错选不给分）；

（2）氧化 （1分） SO2 ＋ 2H2O－2e－===SO42－＋4 H+ （2分）

【解析】

试题分析：（1）①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝（1.00-0.68）mol/L/10min=0.032mol·L－1·min－1 ;反应进行到20min时反应达到平衡状态，各物质的平衡浓度表中已知，所以T1℃时，该反应的平衡常数K＝0.25×0.25/0.502=0.25；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各物质的浓度比原平衡都增大了。a、通入一定量的NO，平衡正向移动，再达平衡时，各物质的浓度均增大，正确；b、活性炭是固体，对平衡无影响，错误；c、加入合适的催化剂，只改变反应速率，不改变平衡，浓度不变，错误；D、缩小容器的体积，压强增大，但平衡不移动，各物质的浓度均增大，正确，答案选ac；

③现在的平衡体系中NO、N2、CO2的浓度之比为2:1:1，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，说明NO的浓度增大，升高温度，平衡逆向移动，所以正向是放热反应，Q<0；

④a、单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)，都表示逆反应速率，不能判断平衡的到达，错误；b、该反应有固体参加，所以气体的质量一直改变，而气体的物质的量一直不变，额气体的平均相对分子质量一直在变，所以达到平衡时混合气体的平均相对分子质量不再改变，正确；c、容器的体积不变，而气体的质量变化，所以混合气体的密度发生变化，达到平衡时混合气体的密度不再发生改变，正确；d、该反应是气体的物质的量不变的可逆反应，所以压强一直不变，不能判断平衡的达到，错误，答案选bc；

（2）该装置是原电池装置，用二氧化硫生成硫酸，则二氧化硫中S的化合价升高，发生氧化反应；电解质溶液为稀硫酸，则二氧化硫发生 氧化反应的电极反应式为SO2 ＋ 2H2O-2e－===SO42－＋4 H+ 。

考点：考查化学平衡理论的应用，原电池的反应原理的应用