Question

自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應生成NO．
（1）反應需要在閃電或極高溫條件下發生，說明該反應

A

．（填字母）
A．所需的活化能很高            B．吸收的能量很多
（2）在不同溫度下，反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數K如下表：

溫度/℃	1538	1760	2404
平衡常數K	0.86×10-4	2.6×10-4	64×10-4

①該反應的△H

＞

0．（填“＞”、“=”或“＜”）
②其他條件相同時，在上述三個溫度下分別發生該反應．1538℃時，N₂的轉化率隨時間變化如圖所示，請補充完成1760℃、2404℃時N₂的轉化率隨時間變化的示意圖．
（3）2404℃時，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，計算反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）達到平衡時NO的濃度．（此溫度下不考慮O₂與NO的反應．計算結果保留兩位有效數字，要求有計算步驟和相應格式．）

Answer 1

分析：（1）自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N₂與O₂反應生成NO，說明該反應難以進行，反應的活化能高；
（2）①根據圖表中的平衡常數隨溫度變化趨勢是，溫度越高，K值越大；依據平衡影響因素判斷平衡移動；②氮氣的轉化率隨溫度升高達到平衡時間短，轉化率高；
（3）依據化學平衡的三段式計算平衡濃度，結合平衡常數計算應用．

解答：解：（1）閃電或者高溫，主要是提供能量 給N₂分子，讓其破壞變成氮原子，因此，只能說明 引發反應所需要的能量高即活化能，不能說明反應吸收的能量高；故答案為：A；
（2）①在不同溫度下，反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡常數K隨溫度升高K值增大，所以正反應方向是吸熱反應，△H＞0，故答案為：＞；
②1760℃、2404℃時N₂的轉化率隨時間變化的示意圖，根據溫度越高平衡需要時間越短，氮氣轉化率越大，畫出圖象為：，
故答案為：；
（3）2404℃時，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N₂和2.6mol O₂，計算反應N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）達到平衡時NO的濃度．此溫度下不考慮O₂與NO的反應，K=64×10^-4
依據平衡的三段式列式計算：設氮氣消耗物質的量x則：
                 N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始量（mol）   2.6      2.6      0
變化量（mol）   x         x       2x
平衡量（mol）  2.6-x    2.6-x     2x
K=

[NO]2

[N2][O2]

=

(2x)2

(2.6-x)2

=64×10^-4
解得x=0.1mol；
達到平衡時NO的濃度=

0.2mol

1L

=0.2mol/L，
答：達到平衡時NO的濃度為0.2mol/L．

點評：本題考查了化學平衡常數的含義、計算，應用條件判斷，曲線畫法，化學平衡的計算，關鍵是平衡常數的概念應用．