Question

【题目】汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H>0，已知该反应在某温度时，平衡常数K = 6.4×10-3。回答:

(1)某温度下，向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol，5分钟后O2的物质的量为0.6 mol，则N2的反应速率为_______________。

(2)假定该反应是在恒温、恒压条件下进行，判断该反应达到平衡的标志_______（填字母序号)。

A、混合气体密度不变

B、消耗1 mol N2同时消耗2 mol NO

C、混合气体平均相对分子质量不变

D、2υ正(N2) = υ逆(NO)

(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势不正确的是_______（填字母序号)。

(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气体中NO的体积分数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(5)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1 mo1/L、4.0×10-2 mo1/L和8.0×10-2 mo1/L，此时反应_____________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是____________________。

Answer 1

【答案】0.04 mol/(L·min) BD B 不变 向逆反应方向进行 Qc>K

【解析】

根据反应速率的定义、化学平衡的特征、平衡移动原理等分析解答。

(1)υ(N2)＝υ(O2)＝＝＝0.04 mol/(L·min)；

(2)A、对于气体分子数不变的反应，恒温、恒压时其体积不变，反应中只有气体，其总质量不变，混合气体密度必然不变，不可作为平衡标志。

B、正反应消耗1 mol N2必定生成2 mol NO，已知同时消耗2 mol NO，即NO物质的量不再变化，可作为平衡标志。

C、反应中混合气体的总物质的量、总质量都不变，其摩尔质量或平均相对分子质量必然不变，不可作为平衡标志。

D、只有化学平衡时，不同物质表示的正、逆反应速率之比才等于化学计量数之比。故“2υ正(N2) = υ逆(NO)”可作为平衡标志。

答案选BD。

(3)A图：对正反应吸热的可逆反应，升高温度平衡右移，使K变大，A图正确。

B图：催化剂能加快化学反应，起始时有催化剂反应先达到平衡，但催化剂不能使平衡移动，有、无催化剂平衡时NO浓度应相同，B图错误。

C图：T1温度较高，反应先达到平衡。对吸热反应，升高温度平衡右移，氮气转化率增大，C图正确。

答案选B。

(4)按化学方程式，一定量的NO相当于等物质的量的N2、O2组成的混合气体，则该NO可在一定体积的容器中建立与原平衡等效的化学平衡。保持原密闭容器恒温恒容，将NO建立的平衡并入（相当于加压），对于气体分子数不变的反应平衡不移动，故NO体积分数不变；

(5)由某时刻的浓度数据，求该时刻的浓度商Qc＝＝＝0.64。因Qc>K，故反应逆向进行。