[题目]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).△H>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 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】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)，△H>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1molN2同时生成1molO2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，如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2.5×10-1mol/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______。

【答案】0.05mol/(L·min) AD AC 不变向正反应方向进行因为浓度商Qc<K

【解析】

(1)先根据速率定义式计算v(O2)，然后根据不同物质表示的速率比等于化学计量数的比计算v(N2)；

(2)可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质)，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；

(3)根据温度对化学反应速率和化学平衡移动的影响分析AC；

根据催化剂可以加快反应速率，但不能使化学平衡移动分析B；

(4)根据化学方程式的特点结合压强对平衡的影响分析；

(5)计算某时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，与该温度下的平衡常数相比较，可得出结论。

(1)5分钟内，△n(O2)=1mol-0.5mol=0.5mol，则v(O2)==0.05 mol/(L·min)，根据反应方程式N2(g)+O2(g)2NO(g)可知v(N2)=v(O2)==0.05 mol/(L·min)；

(2)A.消耗1molN2等效于消耗1mol O2，同时生成1mol O2，说明正逆反应速率相等(同种物质)，反应达到平衡，A符合题意；

B.混合气体的总质量不变，容器的体积不变，无论反应是否平衡，混合气体密度一直不变，B不符合题意；

C.混合气体的总质量不变，总的物质的量也不变，无论反应是否平衡，混合气体平均相对分子质量始终不变，不能据此判断反应是否处于平衡状态，C不符合题意；

D. 2v正(N2)=v逆(NO)= v正(NO)，说明正逆反应速率相等(同种物质)，说明反应达到平衡状态，D符合题意；

故合理选项是AD；　

(3)该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应进行，化学平衡常数增大，A正确；

B.加入催化剂，可以加快化学反应速率，但对化学平衡移动无影响，因此平衡不发生移动，物质的平衡含量不变，B错误；

C.升高温度，化学反应速率增大，达到平衡所需要的时间缩短，先达到平衡，由于该反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，使N2的转化率增大，C正确；

故合理选项是AC；

(4)该反应中，气体的化学计量数之和前后相等，压强对平衡移动没有影响，只要是在相同温度下，则平衡状态相同，与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数不变；

(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，则该时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为Qc==9.0×10-4<K，说明反应未达到平衡，反应应向正反应方向进行。

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