Question

【題目】汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應：N2(g)＋O2(g）2NO(g）ΔH ＞0，已知該反應在240℃，平衡常數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的物質的量為0.5 mol，則N2的反應速率為_____________________。

（2）假定該反應是在恒容條件下進行，判斷該反應達到平衡的標志________ 。

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的量的N2和O2，達到平衡狀態后再向其中充入一定量NO，重新達到化學平衡狀態。與原平衡狀態相比，此時平衡混合氣中NO的體積分數________。(填“變大”、“變小”或“不變”)

（5）該溫度下，某時刻測得容器內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___________________(填“處于化學平衡狀態”、“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”)，理由是________________________________ 。

Answer 1

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

【解析】

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