Question

汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应：N₂(g)＋O₂(g）2NO(g）ΔH ＞0，已知该反应在240℃，平衡常数K＝64×10^－4。请回答：

（1）某温度下，向2 L的密闭容器中充入N₂和O₂各1 mol，5分钟后O₂的物质的量为0.5 mol，则N₂的反应速率为_____________________。

（2）假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志________    。

A．消耗1 mol N₂同时生成1 mol O₂       

B．混合气体密度不变

C．混合气体平均相对分子质量不变         

D．2v_正(N₂)＝v_逆(NO)

（3）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下图变化趋势正确的是____________(填字母序号)。

（4）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N₂和O₂，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________。(填“变大”、“变小”或“不变”)

（5）该温度下，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为2.5×10^－1 mol·L^－1、4.0×10^－2 mol·L^－1和3.0×10^－3 mol·L^－1，此时反应___________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是________________________________       。

Answer

（1）0.05mol/（L·min）；（2）AD；（3）AC；（4）不变；（5）向正向进行；浓度商小于平衡常数。

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应速率数学表达式，v(O2)=(1－0.5)/(2×5)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)；（2）A、用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于系数之比，故正确；B、ρ=m/v，条件是恒容，v不变，反应物和生成物都是气体，气体质量不变，因此密度不能作为达到平衡的标志，故错误；C、M=m/n，气体的质量不变，气体系数之和相等，n不变，因此平均相对分子质量不变，不能作为达到平衡的标志，故错误；D、根据A的分析，故正确；（3）化学平衡常数K=c2(NO)/[c(NO)×c(O2)]，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，因此随着温度的升高，化学平衡常数增大，故正确；B、催化剂只增大反应速率，对化学平衡无影响，故错误；C、先拐先平衡，说明反应速率快，即T1＞T2，此反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，故正确；（4）再充入NO，相当于在原来的基础增大压强，因为反应前后气体系数之和相等，即平衡不移动，NO的体积分数不变；（5）此时的Qc=(3×10－3)2/[(2．5×10－1×4×10－2]=9×10－4，上述反应达到平衡时的化学平衡常数为K=64×10－4，Qc＜K，说明反应向正反应方向移动。

考点：考查化学反应速率的计算、化学平衡标志的判断、列夏特勒原理、化学平衡常数等知识。