Question

汽車尾氣里含有NO氣體是由于內燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應所致：
N₂(g) + O₂(g) 2NO(g) △H > 0
已知該反應在2404℃時，平衡常數K=64×10^-4。請回答：
（1）該反應的平衡常數表達式為                                         
（2）該溫度下，向2L密閉容器中充入N₂和O₂各1mol，平衡時，N₂的轉化率是      %（保留整數）。
（3）該溫度下，某時刻測得容器內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                         (填“處于化學平衡狀態”、“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”），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）向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質的量的N₂和O₂，達到平衡狀態后再向其中充入一定量NO，重新達到化學平衡狀態。與原平衡狀態相比，此時平衡混合氣中NO的體積分數      （填“變大、“變小”或“不變）

Answer 1

（1）（2）4 % （3）向正反應方向進行；  < K
（4）AC（5）不變

試題分析：（1）反應平衡常數表達式為。（2）設消耗c(N₂)=x，則平衡時c(N₂)=c(O₂)=0.5mol/L-x、c(NO)=2x，代入平衡常數表達式得x=0.02，所以N₂轉化率為4%。（3）此時濃度商Q=(0.001)³/0.25×0.04=0.0009<K，反應向右進行。（4）正反應是吸熱反應，溫度升高，平衡常數增大，A正確；使用催化劑，反應速率加快，但平衡時c(NO)不變；溫度越高，反應速率越快；升高溫度，平衡向右移動，N₂轉化率增大，C正確。（5）向平衡體系中再充一定量的NO，相當于向平衡體系中再充入等物質的量N₂和O₂，等效于增大壓強，增大壓強，N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)平衡不移動，NO體積分數不變。
點評：用濃度商判斷化學反應進行的方向：若Q=K，則反應是平衡狀態；若Q>K，則平衡向左移動；若Q<K，則平衡向右移動。