Question

【題目】汽車尾氣里含有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) △H >0，已知該反應在2404℃時，平衡常數(shù)K=64×10-4。請回答：

(1)該溫度下，向2L密閉容器中充入N2和O2各1mol，平衡時，N2的轉化率是______%（保留整數(shù)）。

(2)該溫度下，某時刻測得容器內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 _______。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)。

(3)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）

Answer 1

【答案】4 向正反應方向進行 Qc=9×10﹣4<K AC 不變

【解析】

(1)根據(jù)反應方程式，利用三段式法結合平衡常數(shù)計算轉化率；

(2)計算某時刻生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，與該溫度下的平衡常數(shù)相比較，可得出結論，根據(jù)溫度、催化劑對反應速率和平衡移動的影響判斷；

(3)根據(jù)化學方程式的特點結合壓強對平衡的影響分析。

(1)設平衡時氮氣的轉化的物質的量為x，則根據(jù)反應方程式N2(g)+O2(g)2NO(g)可知，反應會消耗O2的物質的量是x mol，同時產生2x mol NO，則平衡時各種氣體的物質的量n(N2)=n(O2)=(1-x)mol，n(NO)=2x mol，由于該反應是反應前后等體積的反應，所以化學平衡常數(shù)中可以用相應的物質的量代替物質的量濃度，可得=64×10-4，解得x=0.04mol，所以平衡時N2的轉化率為× 100%=4%；

(2)該溫度下，某時刻測得容器內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，則有該時刻生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值為：=9×10-4<K，說明反應未達到化學平衡，反應向正反應方向進行；

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

B.加入催化劑，反應速率增大，但由于正、你反應速率增大的倍數(shù)相同，所以化學平衡不發(fā)生移動，B錯誤；

C.升高溫度，反應速率增大，達到平衡所需要的時間縮短，且升高溫度，化學平衡向吸熱的正反應方向移動，使氮氣的平衡轉化率增大，C正確；

故合理選項是AC；

(3)由于該反應是反應前后氣體體積不變的反應，所以增大壓強對平衡移動沒有影響。只要是在相同溫度下，則平衡狀態(tài)相同，與原平衡狀態(tài)相比，此時的平衡混合氣中NO的體積分數(shù)不變。