Question

汽車尾氣里含有NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)所致：
N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0
已知該反應(yīng)在2404℃時，平衡常數(shù)K=64×10^-4．請回答：
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為

 

．
（2）該溫度下，向2L密閉容器中充入N₂和O₂各1mol，平衡時，N₂的轉(zhuǎn)化率是

 

%（保留整數(shù)）．
（3）該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N₂、O₂、NO的濃度分別為2.5×10^-1mol/L、4.0×10^-2mol/L和3.0×10^-3mol/L，此時反應(yīng)

 

（填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向
正反應(yīng)方向進行”或“向逆反應(yīng)方向進行”），理由是

 

（4）將N₂、O₂的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，下列變化趨勢正確的是

 

（填字母序號）．

（5）下列方法中可以證明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是

 

?
①單位時間內(nèi)生成 n mol O₂ 的同時生成 n mol NO；
②溫度和體積一定時，混合氣體的密度不再變化?③百分組成ω（NO）=ω（N₂）；
④反應(yīng)速率v（N₂）=v（O₂）=v（NO）/2時；
⑤溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化；
⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化；
⑧條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式，利用三段式法結(jié)合平衡常數(shù)計算轉(zhuǎn)化率；
（3）計算某時刻生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，與該溫度下的平衡常數(shù)相比較，可得出結(jié)論；
（4）根據(jù)溫度、催化劑對反應(yīng)速率和平衡移動的影響判斷；
（5）依據(jù)反應(yīng)特征是氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動原理分析，平衡標志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變．

解答： 解：（1）平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，反應(yīng)方程式為N₂（g）+O₂（g）?2NO（g），則k=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

，故答案為：

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
（2）設(shè)平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x，則
        N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始：1mol    1mol       0
轉(zhuǎn)化：x       x           2x
平衡：1mol-x   1mol-x     2x
則有：K=

( 2x 2 )2

1-x 2 × 1-x 2

=64×10^-4，
x=0.04mol，
所以平衡時，N₂的轉(zhuǎn)化率是

0.04mol

1mol

×100%=4%；
故答案為：4；
（3）該溫度下，某時刻測得容器內(nèi)N₂、O₂、NO的濃度分別為2.5×10^-1mol/L、4.0×10^-2mol/L和3.0×10^-3mol/L，則有該時刻生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值為：

(3×10-3)2

(2.5×10-1)×(4.0×10-2)

=9×10^-4＜K，則反應(yīng)應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，
故答案為：向正反應(yīng)方向進行； 

(3×10-3)2

(2.5×10-1)×(4.0×10-2)

=9×10^-4＜K；
（4）A、該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向正反應(yīng)進行，平衡常數(shù)增大，故A正確；
B、加入催化劑，反應(yīng)速率增大，但平衡不發(fā)生移動，故B錯誤；
C、升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故C正確．
故答案為：AC；
（5）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，反應(yīng)特征是氣體體積不變的吸熱反應(yīng)；
①單位時間內(nèi)生成 n mol O₂ 的同時生成2 n mol NO，說明正逆反應(yīng)速率相同，單位時間內(nèi)生成 n mol O₂ 的同時生成 n mol NO，不符合平衡標志，故①錯誤；
②氣體質(zhì)量不變，體積不變，溫度和體積一定時，反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下混合氣體的密度始終不變化，不能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故②錯誤；
③物質(zhì)百分含量不變說明費用達到平衡狀態(tài)，百分組成ω（NO）=ω（N₂）和起始量有關(guān)，不能說明費用達到平衡狀態(tài)，故③錯誤；
④所以之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，是正反應(yīng)速率之比，反應(yīng)速率v（N₂）=v（O₂）=v（NO）/2時，不能說明正逆反應(yīng)速率相同，不能說明費用大大平衡狀態(tài)，故④錯誤；
⑤溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化是平衡的標志，故⑤正確；
⑦反應(yīng)前后氣體體積不變，溫度和體積一定時，反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下容器內(nèi)壓強始終不變化，故⑦錯誤；
⑧反應(yīng)前后氣體質(zhì)量守恒，氣體物質(zhì)的量不變，反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下，條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變化，故⑧錯誤．
故答案為：⑤．

點評：本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計算，平衡標志的分析判斷，題目難度中等，注意平衡常數(shù)的計算和應(yīng)用．