Question

【題目】汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)：N2(g)＋O2(g）2NO(g）ΔH ＞0，已知該反應(yīng)在240℃，平衡常數(shù)K＝64×10－4。請回答：

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

（2）假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行，判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)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，下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(zhì)的量的N2和O2，達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達(dá)到化學(xué)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?jǐn)?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2.5×10－1 mol·L－1、4.0×10－2 mol·L－1和3.0×10－3 mol·L－1，此時反應(yīng)___________________(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”)，理由是________________________________ 。

Answer 1

【答案】（1）0.05mol/（L·min）；（2）AD；（3）AC；（4）不變；（5）向正向進(jìn)行；濃度商小于平衡常數(shù)。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(O2)=(1－0.5)/(2×5)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)；（2）A、用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示達(dá)到平衡，要求反應(yīng)方向一正一逆，且反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，故正確；B、ρ=m/v，條件是恒容，v不變，反應(yīng)物和生成物都是氣體，氣體質(zhì)量不變，因此密度不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，故錯誤；C、M=m/n，氣體的質(zhì)量不變，氣體系數(shù)之和相等，n不變，因此平均相對分子質(zhì)量不變，不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，故錯誤；D、根據(jù)A的分析，故正確；（3）化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(NO)/[c(NO)×c(O2)]，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，因此隨著溫度的升高，化學(xué)平衡常數(shù)增大，故正確；B、催化劑只增大反應(yīng)速率，對化學(xué)平衡無影響，故錯誤；C、先拐先平衡，說明反應(yīng)速率快，即T1＞T2，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，N2的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；（4）再充入NO，相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)增大壓強(qiáng)，因為反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，即平衡不移動，NO的體積分?jǐn)?shù)不變；（5）此時的Qc=(3×10－3)2/[(2．5×10－1×4×10－2]=9×10－4，上述反應(yīng)達(dá)到平衡時的化學(xué)平衡常數(shù)為K=64×10－4，Qc＜K，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動。