Question

12．汽車尾氣里含有NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0已知該反應(yīng)在2404℃時(shí)，平衡常數(shù)K=64×10^-4．請(qǐng)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(zhì)的量為0.5mol，則N₂的反應(yīng)速率為0.05mol/（L•min）．
（2）假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行，判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是AD（填字母序號(hào)）．
A．消耗1mol N₂同時(shí)生成1mol O₂    B．混合氣體密度不變
C．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)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(shì)正確的是AC（填字母序號(hào)）．
（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(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)．與原平衡狀態(tài)相比，此時(shí)平衡混合氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)不變（填“變大”“變小”或“不變”）．
（5）該溫度下，某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)N₂、O₂、NO的濃度分別為2.5×10^-1mol•L^-1、4.0×10^-2mol•L^-1和3.0×10^-3mol•L^-1，此時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行（填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”），理由是濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10^-4＜K=64×10^-4．

Answer 1

分析 （1）5分鐘內(nèi)，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），可知△n（N₂）=0.5mol，再根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（N₂）；
（2）可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變化說(shuō)明到達(dá)平衡；
（3）A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)增大；
B．加入催化劑，反應(yīng)速率增大，但平衡不發(fā)生移動(dòng)；
C．升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大；
（4）達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)相同物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相等；
（5）計(jì)算此時(shí)濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行．

解答 解：（1）5分鐘內(nèi)，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，v（N₂）=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$═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(shí)生成1mol O₂，到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．混合氣體總質(zhì)量不變，容器容積不變，混合氣體密度始終不變，故B錯(cuò)誤；
C．混合氣體總質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變，故C錯(cuò)誤；
D．由方程式可知2v（N₂）_正=v（NO）_正，而2v_正（N₂）=v_逆（NO），則v_正（NO）=v（NO）_逆，處于平衡狀態(tài)，故D正確，
故選：AD；　
（3）A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，故A正確；
B．加入催化劑，反應(yīng)速率增大，但平衡不發(fā)生移動(dòng)，NO濃度不變，故B錯(cuò)誤；
C．升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，故C正確，
故答案為：AC；
（4）達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO等效為在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)相同物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相等，此時(shí)平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)不變，
故答案為：不變；
（5）該溫度下，某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)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，濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10^-4＜K=64×10^-4，則反應(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，
故答案為：向正反應(yīng)方向進(jìn)行；濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10^-4＜K=64×10^-4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算及影響因素、平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡圖象、平衡常數(shù)等，題目難度中等，注意平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用．