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，已知该反应在 T ℃时，平衡常数K＝9.0。

请回答：

（1）已知：N₂(g)+2O₂(g) 2NO₂(g)  ΔH₁      2NO₂(g) O₂+2NO(g)  ΔH₂  ΔH=              （用含ΔH₁、ΔH₂的表达式表示）；

（2）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NO的反应速率                 ；

（3）假定该反应是在恒容条件下进行，下列能判断该反应已达到平衡的是________；

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)

（4）下图是反应N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”图，由图A可以推知该反应为         反应（填“吸热”或“放热”）。由图B可知，与a对应的条件相比，b改变的条件可以是         ；

（5）T ℃时，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为0.20 mol·L^－1、0.20mol·L^－1和0.50mol·L^－1，此时反应N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)________________(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”)，平衡时，N₂在混合气体的体积百分数为多少？（在答题卡上写出具体计算过程，结果保留2位有效数字）

 

Answer 1

【答案】

（1）ΔH₁   + ΔH₂   2分

（2）0.1 mol·L^－1·min^－1   2分

（3）AD   2分 漏选扣1分，多选错选没分

（4）吸热 2分  加入催化剂2分 （5）向正反应方向进行  2分    20%

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，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同时生成1 mol O₂，说明正反应速率和逆反应速率相等，该反应已达到平衡，正确；B、该反应是在恒容条件下进行，不论反应是否平衡，气体密度不变，所以密度不变不能说明反应已达到平衡，错误；C、因为左右气体的系数相等，不论反应是否平衡，混合气体平均相对分子质量不变，所以混合气体平均相对分子质量不变不能说明反应已达到平衡，错误；D、2v_正(N₂)＝v_逆(NO)，等于系数之比，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已达到平衡，正确。

（4）温度升高，平衡常数K增大，说明该反应为吸热反应；b反应速率加快，但平衡不移动，则b改变的条件可以是：加入了催化剂。

（5）设出N₂的转化浓度，根据化学方程式，可表示出平衡时N₂、O₂、NO的浓度，然后根据平衡常数K的表达式，列出计算式，可求出N₂的转化浓度，进而求出N₂的体积分数。

考点：本题考查盖斯定律、反应速率的计算、化学平衡的判断、化学平衡移动及相关计算。