Question

【题目】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）。

(2)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 _______。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)。

(3)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

【答案】4 向正反应方向进行 Qc=9×10﹣4<K AC 不变

【解析】

(1)根据反应方程式，利用三段式法结合平衡常数计算转化率；

(2)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，根据温度、催化剂对反应速率和平衡移动的影响判断；

(3)根据化学方程式的特点结合压强对平衡的影响分析。

(1)设平衡时氮气的转化的物质的量为x，则根据反应方程式N2(g)+O2(g)2NO(g)可知，反应会消耗O2的物质的量是x mol，同时产生2x mol NO，则平衡时各种气体的物质的量n(N2)=n(O2)=(1-x)mol，n(NO)=2x mol，由于该反应是反应前后等体积的反应，所以化学平衡常数中可以用相应的物质的量代替物质的量浓度，可得=64×10-4，解得x=0.04mol，所以平衡时N2的转化率为× 100%=4%；

(2)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，则有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：=9×10-4<K，说明反应未达到化学平衡，反应向正反应方向进行；

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

B.加入催化剂，反应速率增大，但由于正、你反应速率增大的倍数相同，所以化学平衡不发生移动，B错误；

C.升高温度，反应速率增大，达到平衡所需要的时间缩短，且升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，使氮气的平衡转化率增大，C正确；

故合理选项是AC；

(3)由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以增大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，此时的平衡混合气中NO的体积分数不变。