Question

17．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所致：
N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，已知該反應在240℃，平衡常數(shù)K=64×10^-4．請回答：
（1）某溫度下，向2L的密閉容器中充入N₂和O₂各1mol，5分鐘后O₂的物質的量為0.5mol，則N₂的反應速率為0.05mol/Lmin．
（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AD．
A．消耗1mol N₂同時生成1mol 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，如圖變化趨勢正確的是AC（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(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達到化學平衡狀態(tài)．與原平衡狀態(tài)相比，此時平衡混合氣中NO的體積分數(shù)不變．（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、4.0×10^-2 mol/L和3.0×10^-3 mol/L，此時反應向正反應方向進行（填“處于化學平衡狀態(tài)”、“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”），理由是因為濃度商Q_c＜K．

Answer 1

分析 （1）5分鐘內，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，帶入v=$\frac{△n}{V•△t}$計算；
（2）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數(shù)之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
（3）根據(jù)溫度、催化劑對反應速率和平衡移動的影響判斷；
（4）根據(jù)化學方程式的特點結合壓強對平衡的影響分析；
（5）計算某時刻生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，與該溫度下的平衡常數(shù)相比較，可得出結論．

解答 解：（1）5分鐘內，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，v（N₂）=$\frac{△n}{V•△t}$=$\frac{0.5mol}{2L×5min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（2）A．消耗1mol N₂等效于消耗1mol O₂，同時生成1mol O₂，故選；
B．混合氣體密度一直不變，故不選；
C．混合氣體平均相對分子質量不變，總質量是個定值，總物質的量是個定值，混合氣體的平均相對分子質量一直不變，故不選；
D．2v（N₂）_正=v（NO）_正=v（NO）_逆，故選；
故選：AD；　
（3）A、該反應的正反應為吸熱反應，則升高溫度平衡向正反應進行，平衡常數(shù)增大，故A正確；
B、加入催化劑，反應速率增大，但平衡不發(fā)生移動，故B錯誤；
C、升高溫度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，氮氣的轉化率增大，故C正確；
故答案為：AC；
（4）該反應中，氣體的化學計量數(shù)之和前后相等，壓強對平衡移動沒有影響，只要是在相同溫度下，則平衡狀態(tài)相同，與原平衡狀態(tài)相比，此時平衡混合氣中NO的體積分數(shù)，故答案為：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^-1mol/L、4.0×10^-2mol/L和3.0×10^-3mol/L，則有該時刻生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值為：$\frac{（3×1{0}^{-3}\\;）^{2}}{（2.5×1{0}^{-1}）×（4.0×1{0}^{-2}）}$=9×10^-4＜K，則反應應向正反應方向進行，
故答案為：向正反應方向進行；因為濃度商Q_c＜K．

點評 本題考查化學平衡的有關計算，題目難度中等，注意平衡常數(shù)的計算和應用．