Question

【題目】汽車尾氣里含有NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)所致：N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H>0，已知該反應(yīng)在某溫度時，平衡常數(shù)K = 6.4×10-3。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0.6 mol，則N2的反應(yīng)速率為_______________。

(2)假定該反應(yīng)是在恒溫、恒壓條件下進行，判斷該反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志_______（填字母序號)。

A、混合氣體密度不變

B、消耗1 mol N2同時消耗2 mol NO

C、混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變

D、2υ正(N2) = υ逆(NO)

(3)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，下列變化趨勢不正確的是_______（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，達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達到化學(xué)平衡狀態(tài)。與原平衡狀態(tài)相比，此時平衡混合氣體中NO的體積分數(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 mo1/L、4.0×10-2 mo1/L和8.0×10-2 mo1/L，此時反應(yīng)_____________(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進行”或“向逆反應(yīng)方向進行”)，理由是____________________。

Answer 1

【答案】0.04 mol/(L·min) BD B 不變 向逆反應(yīng)方向進行 Qc>K

【解析】

根據(jù)反應(yīng)速率的定義、化學(xué)平衡的特征、平衡移動原理等分析解答。

(1)υ(N2)＝υ(O2)＝＝＝0.04 mol/(L·min)；

(2)A、對于氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，恒溫、恒壓時其體積不變，反應(yīng)中只有氣體，其總質(zhì)量不變，混合氣體密度必然不變，不可作為平衡標(biāo)志。

B、正反應(yīng)消耗1 mol N2必定生成2 mol NO，已知同時消耗2 mol NO，即NO物質(zhì)的量不再變化，可作為平衡標(biāo)志。

C、反應(yīng)中混合氣體的總物質(zhì)的量、總質(zhì)量都不變，其摩爾質(zhì)量或平均相對分子質(zhì)量必然不變，不可作為平衡標(biāo)志。

D、只有化學(xué)平衡時，不同物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率之比才等于化學(xué)計量數(shù)之比。故“2υ正(N2) = υ逆(NO)”可作為平衡標(biāo)志。

答案選BD。

(3)A圖：對正反應(yīng)吸熱的可逆反應(yīng)，升高溫度平衡右移，使K變大，A圖正確。

B圖：催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)，起始時有催化劑反應(yīng)先達到平衡，但催化劑不能使平衡移動，有、無催化劑平衡時NO濃度應(yīng)相同，B圖錯誤。

C圖：T1溫度較高，反應(yīng)先達到平衡。對吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡右移，氮氣轉(zhuǎn)化率增大，C圖正確。

答案選B。

(4)按化學(xué)方程式，一定量的NO相當(dāng)于等物質(zhì)的量的N2、O2組成的混合氣體，則該NO可在一定體積的容器中建立與原平衡等效的化學(xué)平衡。保持原密閉容器恒溫恒容，將NO建立的平衡并入（相當(dāng)于加壓），對于氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)平衡不移動，故NO體積分數(shù)不變；

(5)由某時刻的濃度數(shù)據(jù)，求該時刻的濃度商Qc＝＝＝0.64。因Qc>K，故反應(yīng)逆向進行。