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”）
（4）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图甲所示变化趋势正确的是

 

（填字母序号）．

（5）该反应的反应过程中能量变化如图乙所示（图中E₁表示正反应的活化能，E₂表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是

 

．
A．该反应为放热反应
B．催化剂能降低该反应的活化能
C．催化剂能改变该反应的焓变
D．逆反应的活化能小于正反应的活化能
（6）三效催化转化器可减少汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx等），反应如下：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）
已知：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221．kJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
则该反应的△H=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,反应热和焓变,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据化学方程式和平衡常数概念列式；
（2）依据平衡三段式列式计算平衡浓度得到平衡常数；
（3）依据浓度商计算和平衡常数比较判断反应进行的方向；
（4）根据温度、催化剂对反应速率和平衡移动的影响判断；
（5）A、依据图象中反应物和生成物能量的大小比较判断；
B、催化剂改变速率不改变平衡；
C、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能；
D、图象中分析判断；
（6）依据热化学方程式和 盖斯定律计算得到所需让化学方程式；

解答： 解：（1）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0
反应的平衡常数K=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
故答案为：

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
（2）该温度下，向2L密闭容器中充入N₂和O₂各1mol，平衡时，N₂的转化率设为x
                  N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始量（mol/L）  0.5       0.5      0
转化量（mol/L） 0.5x      0.5x      x
平衡量（mol/L） 0.5-0.5x  0.5-0.5x   x
K=

x2

(0.5-0.5x)2

=64×10^-4，计算x=0.04=4%；
故答案为：4%；
（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，Q=

(3.0×10-3)2

2.5×10-1×4.0×10-2

=9×10^-4＜K=64×10^-4，此时反应正向进行；
故答案为：向正反应方向进行；
（4）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；
（5）A、图象中反应物能量低于生成物能量，故反应是吸热反应，故A错误；
B、催化剂改变化学反应速率是降低了反应的活化能，故B正确；
C、催化剂不能改变该反应的焓变，只能改变反应速率，故C错误；
D、图象分析逆反应的活化能E₂小于正反应的活化能E₁，故D正确；
故答案为：BD；
（6）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221．kJ/mol
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
依据盖斯定律③×2-②-①得到：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ?mol^-1；
故答案为：-746.5kJ?mol^-1；

点评：本题考查了化学平衡、反应速率、平衡常数影响因素和计算应用，化学反应的能量变化分析，催化剂的作用实质，图象识别和理解含义是解题关键，题目难度中等．