Question

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) ΔH，已知該反應在 T ℃時，平衡常數K＝9.0。
請回答：
（1）已知：N₂(g)+2O₂(g) 2NO₂(g) ΔH₁     2NO₂(g) O₂+2NO(g) ΔH₂  ΔH=             （用含ΔH₁、ΔH₂的表達式表示）；
（2）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NO的反應速率                ；
（3）假定該反應是在恒容條件下進行，下列能判斷該反應已達到平衡的是________；

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)

（4）下圖是反應N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”圖，由圖A可以推知該反應為        反應（填“吸熱”或“放熱”）。由圖B可知，與a對應的條件相比，b改變的條件可以是        ；

（5）T ℃時，某時刻測得容器內N₂、O₂、NO的濃度分別為0.20 mol·L^－1、0.20mol·L^－1和0.50mol·L^－1，此時反應N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)________________(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”)，平衡時，N₂在混合氣體的體積百分數為多少？（在答題卡上寫出具體計算過程，結果保留2位有效數字）

Answer 1

（1）ΔH₁  + ΔH₂   2分
（2）0.1 mol·L^－1·min^－1   2分
（3）AD   2分 漏選扣1分，多選錯選沒分
（4）吸熱 2分 加入催化劑2分 （5）向正反應方向進行  2分    20%

試題分析：（1）根據蓋斯定律，可得?H = ΔH₁  + ΔH₂   
（2）v(NO)=2v(O₂)="2×0.5mol÷2L÷5min=0.1" mol·L^－1·min^－1 
（3）A、消耗1 mol N₂同時生成1 mol O₂，說明正反應速率和逆反應速率相等，該反應已達到平衡，正確；B、該反應是在恒容條件下進行，不論反應是否平衡，氣體密度不變，所以密度不變不能說明反應已達到平衡，錯誤；C、因為左右氣體的系數相等，不論反應是否平衡，混合氣體平均相對分子質量不變，所以混合氣體平均相對分子質量不變不能說明反應已達到平衡，錯誤；D、2v_正(N₂)＝v_逆(NO)，等于系數之比，說明正反應速率等于逆反應速率，反應已達到平衡，正確。
（4）溫度升高，平衡常數K增大，說明該反應為吸熱反應；b反應速率加快，但平衡不移動，則b改變的條件可以是：加入了催化劑。
（5）設出N₂的轉化濃度，根據化學方程式，可表示出平衡時N₂、O₂、NO的濃度，然后根據平衡常數K的表達式，列出計算式，可求出N₂的轉化濃度，進而求出N₂的體積分數。