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”）
（4）將N₂、O₂的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，如圖甲所示變化趨勢正確的是

 

（填字母序號）．

（5）該反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖乙所示（圖中E₁表示正反應(yīng)的活化能，E₂表示逆反應(yīng)的活化能）．下列有關(guān)敘述正確的是

 

．
A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能
C．催化劑能改變該反應(yīng)的焓變
D．逆反應(yīng)的活化能小于正反應(yīng)的活化能
（6）三效催化轉(zhuǎn)化器可減少汽車尾氣中的主要污染物（CO、NOx等），反應(yīng)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
則該反應(yīng)的△H=

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,反應(yīng)熱和焓變,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念列式；
（2）依據(jù)平衡三段式列式計算平衡濃度得到平衡常數(shù)；
（3）依據(jù)濃度商計算和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進行的方向；
（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）A、依據(jù)圖象中反應(yīng)物和生成物能量的大小比較判斷；
B、催化劑改變速率不改變平衡；
C、催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率是降低了反應(yīng)的活化能；
D、圖象中分析判斷；
（6）依據(jù)熱化學(xué)方程式和 蓋斯定律計算得到所需讓化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0
反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
故答案為：

c2(NO)

c(N2)c(O2)

；
（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)化率設(shè)為x
                  N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）
起始量（mol/L）  0.5       0.5      0
轉(zhuǎn)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，計算x=0.04=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，Q=

(3.0×10-3)2

2.5×10-1×4.0×10-2

=9×10^-4＜K=64×10^-4，此時反應(yīng)正向進行；
故答案為：向正反應(yīng)方向進行；
（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）A、圖象中反應(yīng)物能量低于生成物能量，故反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故A錯誤；
B、催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率是降低了反應(yīng)的活化能，故B正確；
C、催化劑不能改變該反應(yīng)的焓變，只能改變反應(yīng)速率，故C錯誤；
D、圖象分析逆反應(yīng)的活化能E₂小于正反應(yīng)的活化能E₁，故D正確；
故答案為：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
依據(jù)蓋斯定律③×2-②-①得到：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ?mol^-1；
故答案為：-746.5kJ?mol^-1；

點評：本題考查了化學(xué)平衡、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)影響因素和計算應(yīng)用，化學(xué)反應(yīng)的能量變化分析，催化劑的作用實質(zhì)，圖象識別和理解含義是解題關(guān)鍵，題目難度中等．