Question

【題目】汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應所致：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH>0 ，已知該反應在240℃，平衡常數(shù)K=6.4×10-3。請回答：

（1）某溫度下，向2L的密閉容器中充入N2和O2各1mol，5分鐘后O2的物質的量為0.5mol，則N2的反應速率為______________．

（2）假定該反應是在恒容條件下進行，判斷該反應達到平衡的標志______________．

A. 消耗1mol N2同時生成1mol O2 B.混合氣體密度不變

C. 混合氣體平均相對分子質量不變 D.2v正(N2)=v逆(NO)

（3）將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，如圖變化趨勢正確的是______填字母序號。

（4）向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質的量的N2和O2，達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達到化學平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)相比，此時平衡混合氣中NO的體積分數(shù)___________填“變大”、“變小”或“不變”

（5）該溫度下，某時刻測得容器內N2、O2、NO的濃度分別為2.5×10-1 mol/L、4.0×10-2 mol/L和3.0×10-3 mol/L，此時反應________________________填“處于化學平衡狀態(tài)”、“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”

Answer 1

【答案】0.05mol/(L·min) AD AC 不變 向正反應方向進行

【解析】

(1)5分鐘內，△n(O2)=1mol-0.5mol=0.5mol，由N2(g)+O2(g)2NO(g)，可知△n(N2)=0.5mol，再根據(jù)計算v(N2)；
(2)可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應隨反應進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說明到達平衡；
(3)A．該反應的正反應為吸熱反應，則升高溫度平衡向正反應進行，平衡常數(shù)增大；
B．加入催化劑，反應速率增大，但平衡不發(fā)生移動；
C．升高溫度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，氮氣的轉化率增大；
(4)達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO等效為在原平衡的基礎上增大壓強，反應前后氣體的物質的量不變，平衡不移動，平衡時相同物質的體積分數(shù)相等；
(5)計算此時濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc<K，反應向正反應進行，若Qc>K，反應向逆反應進行。

(1)5分鐘內，△n(O2)=1mol0.5mol=0.5mol，由N2(g)+O2(g)2NO(g)可知△n(N2)=0.5mol，v(N2)=═0.05 mol/(Lmin);

(2)A. 消耗1mol N2等效于消耗1mol O2，同時生成1mol O2，到達平衡狀態(tài)，A項正確；

B. 混合氣體總質量不變，容器容積不變，混合氣體密度始終不變，B項錯誤；

C. 混合氣體總質量不變，反應前后氣體物質的量不變，混合氣體平均相對分子質量始終不變，C項錯誤；

D. 由方程式可知2v(N2)正=v(NO)正，而2v正(N2)=v逆(NO)，則v正(NO)=v逆(NO)，處于平衡狀態(tài)，D項正確；

故答案選：AD；

(3)A.該反應的正反應為吸熱反應，則升高溫度平衡向正反應進行，平衡常數(shù)增大，A項正確；

B. 加入催化劑，反應速率增大，但平衡不發(fā)生移動，NO濃度不變，B項錯誤；

C. 升高溫度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，氮氣的轉化率增大，C項正確，

故答案為：AC；

(4)達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO等效為在原平衡的基礎上增大壓強，反應前后氣體的物質的量不變，平衡不移動，平衡時相同物質的體積分數(shù)相等，此時平衡混合氣中NO的體積分數(shù)不變；

(5)該溫度下，某時刻測得容器內N2、O2、NO的濃度分別為2.5×101mol/L、4.0×102mol/L和3.0×103mol/L，濃度商Qc==9×104<K=64×104，則反應應向正反應方向進行。