Question

汽车尾气里含有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) △H > 0
已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10^-4。请回答：
（1）该反应的平衡常数表达式为                                         
（2）该温度下，向2L密闭容器中充入N₂和O₂各1mol，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、4.0×10^-2mol/L 和3.0×10^-3mol/L，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                              .
（4）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）。

（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

（1）（2）4 % （3）向正反应方向进行；  < K
（4）AC（5）不变

试题分析：（1）反应平衡常数表达式为。（2）设消耗c(N₂)=x，则平衡时c(N₂)=c(O₂)=0.5mol/L-x、c(NO)=2x，代入平衡常数表达式得x=0.02，所以N₂转化率为4%。（3）此时浓度商Q=(0.001)³/0.25×0.04=0.0009<K，反应向右进行。（4）正反应是吸热反应，温度升高，平衡常数增大，A正确；使用催化剂，反应速率加快，但平衡时c(NO)不变；温度越高，反应速率越快；升高温度，平衡向右移动，N₂转化率增大，C正确。（5）向平衡体系中再充一定量的NO，相当于向平衡体系中再充入等物质的量N₂和O₂，等效于增大压强，增大压强，N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)平衡不移动，NO体积分数不变。
点评：用浓度商判断化学反应进行的方向：若Q=K，则反应是平衡状态；若Q>K，则平衡向左移动；若Q<K，则平衡向右移动。