Question

汽車尾氣里含有的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)　ΔH>0，已知該反應在2 404 ℃ 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________。

（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1 mol N2同時生成1 mol 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(N2)正＝v(NO)逆

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

（4）向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(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(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，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”)，理由是____

 

Answer 1

（1）0.05 mol/(L·min)�。�2）A、D�。�3）A、C；�。�4）不變；（5） 向正反應方向進行　因為濃度商Qc<K

【解析】

試題分析：（1） V(N2)=ΔC(N2)÷Δt=(0.5mol÷2L)÷5min=0.05 mol/(L·min)。（2）A．根據(jù)反應方程式可知：消耗1 mol N2同時就消耗1 mol O2，還生成1 mol O2，則氧氣的消耗速率與產(chǎn)生速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，正確；B．因為反應是在恒容條件下進行，反應前后氣體的質(zhì)量也不變，所以無論反應是否達到平衡，混合氣體密度不變，因此不能作為判斷平衡的標志，錯誤；C．因為氣體的物質(zhì)的量不變，質(zhì)量也不變，所以混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變不能作為判斷平衡的標志，錯誤；D．在任何時刻都存在： v(N2)正： (NO)正=1:2；而 2v(N2)正＝v(NO)逆，則(NO)正= v(NO)逆，反應達到平衡狀態(tài)，正確。（3）由于該反應的正反應是吸熱反應，所以升高溫度，化學平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大，A正確；加入催化劑，化學反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短。但是催化劑不能使平衡發(fā)生移動，故NO的平衡濃度不變，因此B選項錯誤。由于升高溫度，平衡正向移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率提高�；瘜W反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短，故C正確；（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，由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，壓強的影響大于濃度的影響，充入一定量NO，增大壓強，化學平衡不發(fā)生移動，所以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)不變。（5） (3.0×10－3)2÷[(2.5×10－1)×( 4.0×10－2)]=9.0×10－4<64×10－4。所以反應向正反應方向進行。

考點：考查化學反應速率的計算、化學平衡狀態(tài)的判斷及圖像法在化學平衡中的應用的知識。