Question

8．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2 404℃，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0.05mol/（L•min）．
（2）为了减少汽车尾气中有害气体的排放，在现实生活中你认为可以采取的措施有CD．
A．采用耐高温的陶瓷发动机，以提高内燃机的工作温度
B．为了避免上述反应，不使用空气，改用纯氧气
C．在排气管中安装高效催化剂，将有害气体转化为无害气体
D．将燃油车改换成电动车
（3）将一定量的N₂、O₂的混合气体充入恒容密闭容器中，如图1变化趋势正确的是AC（填字母序号）．

（4）将一定量的N₂、O₂的混合气体充入恒温密闭容器中，分别在不同的压强P₁、P₂（P₁＞P₂）下达到平衡，请画出N₂的转化率在不同压强下随时间变化的曲线图．（见图2，不同压强下的曲线要有相应的标识）

Answer 1

分析 （1）5分钟内，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，带入v=$\frac{△n}{V•△t}$计算；
（2）A、高温能加快化学反应速率，不能改变反应历程；
B、增大氧气的浓度，N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡正向移动；
C、在排气管中安装高效催化剂，将NO转化为N₂，减少了空气污染；
D、电动车清洁环保，不会产生尾气；
（3）A、该反应的正反应为吸热反应，则升高温度平衡向吸热反应方向进行；
B、加入催化剂，反应速率增大，但平衡不发生移动；
C、升高温度，反应速率增大，平衡向吸热反应方向进行，据此分析；
（4）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）为等体积的反应，压强对化学平衡无影响，增大压强可以加快化学反应速率．

解答 解：（1）5分钟内，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，v（N₂）=$\frac{△n}{V•△t}$=$\frac{0.5mol}{2L×5min}$=0.05mol/（L•min），
故答案为：0.05mol/（L•min）；
（2）A、高温能加快化学反应速率，不能改变反应历程，因此不能减少汽车尾气中有害气体的排放，故A错误；
B、改用纯氧气，增大氧气的浓度，N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡正向移动，产生更多的NO，故B错误；
C、在排气管中安装高效催化剂，将NO转化为N₂，减少了空气污染，故C正确；
D、电动车清洁环保，不会产生尾气，故D正确；
故答案为：CD；
（3）A、该反应的正反应为吸热反应，则升高温度平衡向正反应进行，平衡常数增大，故A正确；
B、加入催化剂，反应速率增大，但平衡不发生移动，故B错误；
C、升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，故C正确．
故答案为：AC；
（4）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）为等体积的反应，压强对化学平衡无影响，因此平衡时氮气的转化率相等，增大压强可以加快化学反应速率，缩短达到平衡所用的时间，N₂的转化率在不同压强下随时间变化的曲线图为：，
故答案为：．

点评 本题考查了化学反应速率的计算、化学平衡的影响因素等知识，题目综合性较强，为高考常见题型，注意化学反应原理的理解和应用．