Question

汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)  

已知该反应在 2404℃时，平衡常数 K＝6.4×10^{－3。请回答下列问题。}

(1)该反应的平衡常数表达式为                                    。

^{(2)该温度下，向 2 L 密闭容器中充入 N2 和 O2 各 1 mol，平衡时，N2 的转化率是     %(保留整数)。}

^{(3)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^－1、4.0×10^－2mol·L^－1和3.0×10^－3mol·^{L－1，此时反应________(填“处于化学平衡状态”、“向正方向进行”或“向逆方向进行”)，理由是_______。}

^{(4)将 N2、O2 的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是_________。}

^{(5)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”)。}

Answer 1

【知识点】化学平衡A1  G2  G3 G4

【答案解析】^{（1）    （2）4}   

（3）向正方向进行   

^{（4）AC   （5）不变}

解析：N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)

  起始1mol  1mol

  变化 x      x       2x

  平衡1-x     1-x      2x，K=x²/[(1-x)/2]²=6.4×10^－3，x≈0.04mol，^{转化率是4%}

⑶Qc= (3.0×10^－3)²÷[(2.5×10^－1)×( 4.0×10^－2)]=9.0×10^－4<64×10^－4，所以反应向正反应方向进行。

⑷由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，A项正确；加入催化剂，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但催化剂不能使平衡发生移动，即NO的平衡浓度不变， B项错误。由于升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C正确。

⑸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，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，则建立的平衡与原平衡等效，此时平衡混合气中NO的体积分数不变。

【思路点拨】平衡移动方向可用平衡移动原理判断，也可根据浓度商与K的比较判断。