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所致：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)ΔH>0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K＝64×10^－4。

请回答：

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

（2）假设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．容器内气体压强不再变化

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(N₂)_正＝v(NO)_逆

（3）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是________(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^－1mol/L、4.0×10^－2mol/L和3.0×10^-3mol/L，此时反应v正________v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。

Answer

（1）0.05 mol/(L·min) （2） D （3）AC （4）不变 （5） 大于

【解析】

试题分析：（1）某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则v(O2)==0.05mol/(L·min)，速率之比等于化学计量数之比，则v(N2)=v(O2)=0.05mol/(L·min)，故答案为：0.05mol/(L·min)；

（2）A．该反应属于气体的物质的量不变的反应，容器内气体压强始终不变，不能说明反应达到了平衡状态，故A错误；B．容器中气体的质量不变，容器的体积不变，气体的密度始终不变，不能说明反应达到了平衡状态，故B错误；C．混合气体总质量不变、总物质的量不变，混合气体平均相对分子质量始终不变，故C错误D．由方程式可知2v(N2)正=v(NO)正，而2v(N2)正=v(NO)逆，则v(NO)正=v(NO)逆，反应到达平衡，故D正确，故选D；

（3）A．该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，图象符合，故A正确；B．加入催化剂，加快反应速率，但平衡不发生移动，图象中平衡发生移动，故B错误；C．升高温度，反应速率增大，平衡正向移动，氮气的转化率增大，图象符合，故C正确，故选AC；

（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，NO转化到之比得到等物质的量的N2和O2，与原平衡相比为等效平衡，平衡时相同物质的含量相等，即平衡混合气中NO的体积分数不变，故答案为：不变；

（5）此时浓度商Qc==9×10-4＜K=64×10-4，反应向向正反应方向进行，v正大于v逆，故答案为：大于。

【考点定位】考查化学平衡的计算；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断

【名师点晴】本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡状态判断、平衡常数应用、反应速率计算等，注意理解掌握化学平衡常数的用途：1、判断反应进行的程度，2、判断反应的热效应，3、判断反应进行的方向，4、计算转化率等。