Question

12．汽車尾氣里含有NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應所致：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0已知該反應在2404℃時，平衡常數(shù)K=64×10^-4．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(zhì)的量為0.5mol，則N₂的反應速率為0.05mol/（L•min）．
（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是AD（填字母序號）．
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(zhì)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AC（填字母序號）．
（4）向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)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，此時平衡混合氣體中NO的體積分數(shù)不變（填“變大”“變小”或“不變”）．
（5）該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N₂、O₂、NO的濃度分別為2.5×10^-1mol•L^-1、4.0×10^-2mol•L^-1和3.0×10^-3mol•L^-1，此時反應向正反應方向進行（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”），理由是濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10^-4＜K=64×10^-4．

Answer 1

分析 （1）5分鐘內(nèi)，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），可知△n（N₂）=0.5mol，再根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（N₂）；
（2）可逆反應到達平衡時，同種物質(zhì)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(zhuǎn)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(chǔ)上增大壓強，反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動，平衡時相同物質(zhì)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．

解答 解：（1）5分鐘內(nèi)，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，v（N₂）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$═0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（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)，故A正確；
B．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，混合氣體密度始終不變，故B錯誤；
C．混合氣體總質(zhì)量不變，反應前后氣體物質(zhì)的量不變，混合氣體平均相對分子質(zhì)量始終不變，故C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（NO）_逆，處于平衡狀態(tài)，故D正確，
故選：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，故A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，故B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(zhuǎn)化率增大，故C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(chǔ)上增大壓強，反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動，平衡時相同物質(zhì)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，
故答案為：不變；
（5）該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N₂、O₂、NO的濃度分別為2.5×10^-1mol/L、4.0×10^-2mol/L和3.0×10^-3mol/L，濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10^-4＜K=64×10^-4，則反應應向正反應方向進行，
故答案為：向正反應方向進行；濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10^-4＜K=64×10^-4．

點評 本題考查化學平衡的有關(guān)計算及影響因素、平衡狀態(tài)判斷、化學平衡圖象、平衡常數(shù)等，題目難度中等，注意平衡常數(shù)的計算和應用．