汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g) ...
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汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g)
已知该反应在 2404℃时,平衡常数 K=6.4×10-3。请回答下列问题。
(1)该反应的平衡常数表达式为 。
(2)该温度下,向 2 L 密闭容器中充入 N2 和 O2 各 1 mol,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-1、4.0×10-2mol·L-1和3.0×10-3mol·L-1,此时反应________(填“处于化学平衡状态”、“向正方向进行”或“向逆方向进行”),理由是_______。
(4)将 N2、O2 的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是_________。
(5)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”)。
【回答】
【知识点】化学平衡A1 G2 G3 G4
【*解析】(1) (2)4
(3)向正方向进行
(4)AC (5)不变
解析:N2(g)+O2(g)2NO(g)
起始1mol 1mol
变化 x x 2x
平衡1-x 1-x 2x,K=x2/[(1-x)/2]2=6.4×10-3,x≈0.04mol,转化率是4%
⑶Qc= (3.0×10-3)2÷[(2.5×10-1)×( 4.0×10-2)]=9.0×10-4<64×10-4,所以反应向正反应方向进行。
⑷由于该反应的正反应是吸热反应,所以升高温度,化学平衡正向移动,化学平衡常数增大,A项正确;加入催化剂,化学反应速率加快,达到平衡所需要的时间缩短,但催化剂不能使平衡发生移动,即NO的平衡浓度不变, B项错误。由于升高温度,平衡正向移动,氮气的转化率提高,化学反应速率加快,达到平衡所需要的时间缩短,C正确。
⑸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,由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,则建立的平衡与原平衡等效,此时平衡混合气中NO的体积分数不变。
【思路点拨】平衡移动方向可用平衡移动原理判断,也可根据浓度商与K的比较判断。
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:填空题
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