Question

【题目】汽车尾气里含有的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) ΔH>0 ，已知该反应在240℃，平衡常数K=6.4×10-3。请回答：

（1）某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则N2的反应速率为______________．

（2）假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志______________．

A. 消耗1mol N2同时生成1mol O2 B.混合气体密度不变

C. 混合气体平均相对分子质量不变 D.2v正(N2)=v逆(NO)

（3）将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是______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 mol/L、4.0×10-2 mol/L和3.0×10-3 mol/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”

Answer 1

【答案】0.05mol/(L·min) AD AC 不变 向正反应方向进行

【解析】

(1)5分钟内，△n(O2)=1mol-0.5mol=0.5mol，由N2(g)+O2(g)2NO(g)，可知△n(N2)=0.5mol，再根据计算v(N2)；
(2)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变化说明到达平衡；
(3)A．该反应的正反应为吸热反应，则升高温度平衡向正反应进行，平衡常数增大；
B．加入催化剂，反应速率增大，但平衡不发生移动；
C．升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大；
(4)达到平衡状态后再向其中充入一定量NO等效为在原平衡的基础上增大压强，反应前后气体的物质的量不变，平衡不移动，平衡时相同物质的体积分数相等；
(5)计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc<K，反应向正反应进行，若Qc>K，反应向逆反应进行。

(1)5分钟内，△n(O2)=1mol0.5mol=0.5mol，由N2(g)+O2(g)2NO(g)可知△n(N2)=0.5mol，v(N2)=═0.05 mol/(Lmin);

(2)A. 消耗1mol N2等效于消耗1mol O2，同时生成1mol O2，到达平衡状态，A项正确；

B. 混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体密度始终不变，B项错误；

C. 混合气体总质量不变，反应前后气体物质的量不变，混合气体平均相对分子质量始终不变，C项错误；

D. 由方程式可知2v(N2)正=v(NO)正，而2v正(N2)=v逆(NO)，则v正(NO)=v逆(NO)，处于平衡状态，D项正确；

故答案选：AD；

(3)A.该反应的正反应为吸热反应，则升高温度平衡向正反应进行，平衡常数增大，A项正确；

B. 加入催化剂，反应速率增大，但平衡不发生移动，NO浓度不变，B项错误；

C. 升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，C项正确，

故答案为：AC；

(4)达到平衡状态后再向其中充入一定量NO等效为在原平衡的基础上增大压强，反应前后气体的物质的量不变，平衡不移动，平衡时相同物质的体积分数相等，此时平衡混合气中NO的体积分数不变；

(5)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×101mol/L、4.0×102mol/L和3.0×103mol/L，浓度商Qc==9×104<K=64×104，则反应应向正反应方向进行。