Question

17．汽車尾氣里含有的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2404℃時，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(zhì)的量為0.5mol，則N₂的反應(yīng)速率0.05mol/（L•min）；
（2）假設(shè)該反應(yīng)是在恒容條件下進行，判斷該反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志D；
A．容器內(nèi)氣體壓強不再變化
B．混合氣體密度不變
C．混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
D．2v（N₂）_正=v（NO）_逆
（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(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(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，此時反應(yīng)v_正大于v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”）．

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，帶入v=$\frac{△n}{V•△t}$計算；
（2）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)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(yīng)速率和平衡移動的影響判斷；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式的特點結(jié)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(yīng)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(jié)論．

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）=$\frac{△n}{V•△t}$=$\frac{0.5mol}{2L×5min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（2）A．反應(yīng)前后體積不變，則容器內(nèi)氣體壓強不再變化，不能說明達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．氣體的體積、質(zhì)量不變，則無論是否達到平衡狀態(tài)，混合氣體密度都不變，故B錯誤；
C．混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變，總質(zhì)量是個定值，總物質(zhì)的量是個定值，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量一直不變，故C錯誤；
D．2v（N₂）_正=v（NO）_正=v（NO）_逆，可說明達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：D；　
（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，故B錯誤；
C．升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確．
故答案為：AC；
（4）該反應(yīng)中，氣體的化學(xué)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(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，則有該時刻生成物的濃度冪之積與反應(yīng)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(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，
故答案為：大于．

點評 本題綜合考查化學(xué)平衡計算與影響因素、平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)應(yīng)用、反應(yīng)速率計算等，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生的分析、計算能力，注意理解掌握化學(xué)平衡常數(shù)的用途：1、判斷反應(yīng)進行的程度，2、判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，3、判斷反應(yīng)進行的方向，4、計算轉(zhuǎn)化率等，難度不大．