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Q_c<K

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 O_2，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。