Question

8．汽車尾氣里含有的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2 404℃，平衡常數K=64×10^-4．請回答：
（1）某溫度下，向2L的密閉容器中充入N₂和O₂各1mol，5分鐘后O₂的物質的量為0.5mol，則N₂的反應速率為0.05mol/（L•min）．
（2）為了減少汽車尾氣中有害氣體的排放，在現實生活中你認為可以采取的措施有CD．
A．采用耐高溫的陶瓷發動機，以提高內燃機的工作溫度
B．為了避免上述反應，不使用空氣，改用純氧氣
C．在排氣管中安裝高效催化劑，將有害氣體轉化為無害氣體
D．將燃油車改換成電動車
（3）將一定量的N₂、O₂的混合氣體充入恒容密閉容器中，如圖1變化趨勢正確的是AC（填字母序號）．

（4）將一定量的N₂、O₂的混合氣體充入恒溫密閉容器中，分別在不同的壓強P₁、P₂（P₁＞P₂）下達到平衡，請畫出N₂的轉化率在不同壓強下隨時間變化的曲線圖．（見圖2，不同壓強下的曲線要有相應的標識）

Answer 1

分析 （1）5分鐘內，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，帶入v=$\frac{△n}{V•△t}$計算；
（2）A、高溫能加快化學反應速率，不能改變反應歷程；
B、增大氧氣的濃度，N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡正向移動；
C、在排氣管中安裝高效催化劑，將NO轉化為N₂，減少了空氣污染；
D、電動車清潔環保，不會產生尾氣；
（3）A、該反應的正反應為吸熱反應，則升高溫度平衡向吸熱反應方向進行；
B、加入催化劑，反應速率增大，但平衡不發生移動；
C、升高溫度，反應速率增大，平衡向吸熱反應方向進行，據此分析；
（4）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）為等體積的反應，壓強對化學平衡無影響，增大壓強可以加快化學反應速率．

解答 解：（1）5分鐘內，△n（O₂）=1mol-0.5mol=0.5mol，由N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）可知△n（N₂）=0.5mol，v（N₂）=$\frac{△n}{V•△t}$=$\frac{0.5mol}{2L×5min}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
（2）A、高溫能加快化學反應速率，不能改變反應歷程，因此不能減少汽車尾氣中有害氣體的排放，故A錯誤；
B、改用純氧氣，增大氧氣的濃度，N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的平衡正向移動，產生更多的NO，故B錯誤；
C、在排氣管中安裝高效催化劑，將NO轉化為N₂，減少了空氣污染，故C正確；
D、電動車清潔環保，不會產生尾氣，故D正確；
故答案為：CD；
（3）A、該反應的正反應為吸熱反應，則升高溫度平衡向正反應進行，平衡常數增大，故A正確；
B、加入催化劑，反應速率增大，但平衡不發生移動，故B錯誤；
C、升高溫度，反應速率增大，平衡向正反應方向移動，氮氣的轉化率增大，故C正確．
故答案為：AC；
（4）N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）為等體積的反應，壓強對化學平衡無影響，因此平衡時氮氣的轉化率相等，增大壓強可以加快化學反應速率，縮短達到平衡所用的時間，N₂的轉化率在不同壓強下隨時間變化的曲線圖為：，
故答案為：．

點評 本題考查了化學反應速率的計算、化學平衡的影響因素等知識，題目綜合性較強，為高考常見題型，注意化學反應原理的理解和應用．