Question

【題目】自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N2與O2反應(yīng)生成NO。

（1）反應(yīng)需要在閃電或極高溫條件下發(fā)生，說(shuō)明該反應(yīng)_________。（填字母）

A．所需的活化能很高 B．吸收的能量很多

（2）在不同溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常數(shù)K如下表：

溫度/℃	1538	1760	2404
平衡常數(shù)K	0.86×10－4	2.6×10－4	64×10－4

①該反應(yīng)的△H______0。（填“>”、“=”或“<”）

②其他條件相同時(shí)，在上述三個(gè)溫度下分別發(fā)生該反應(yīng)。1538℃時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化如圖所示，請(qǐng) 補(bǔ)充完成1760℃、2404℃時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖。________________

（3）2404℃時(shí)，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，計(jì)算反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度和O2的轉(zhuǎn)化率。（此溫度下不考慮O2與NO的反應(yīng)。計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）_____________

Answer 1

【答案】A > 0.20mol/L，3.8%

【解析】

(1)自然界里氮的固定途徑之一是在閃電的作用下，N2與O2反應(yīng)生成NO，說(shuō)明該反應(yīng)難以進(jìn)行，反應(yīng)的活化能高；
(2)①依據(jù)溫度不同平衡常數(shù)的變化，判斷升溫化學(xué)平衡移動(dòng)方向判斷反應(yīng)的吸熱放熱；

②依據(jù)溫度升高達(dá)到平衡所需要時(shí)間減小，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率增大；畫(huà)出圖象變化；
(3)依據(jù)2404℃時(shí)的平衡常數(shù)，結(jié)合化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算。

（1）閃電或者高溫，主要是提供能量給N2分子，讓其破壞變成氮原子，因此，只能說(shuō)明引發(fā)反應(yīng)所需要的能量高即活化能高，不能說(shuō)明反應(yīng)吸收的能量高，

故本題的正確答案為A。
（2）①在不同溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常數(shù)K隨溫度升高K值增大，所以正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，故△H>0；
②1760℃、2404℃時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖，根據(jù)溫度越高平衡需要時(shí)間越短，氮?dú)廪D(zhuǎn)化率越大，不難畫(huà)出圖像。

，

故本題的正確答案為：；

（3）2404℃時(shí)，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，計(jì)算反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)；

依據(jù)化學(xué)平衡的三段式計(jì)算列式計(jì)算，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度為2x，則
N2(g)＋O2(g)2NO(g)

起始量（mol） 2.6 2.6 0
變化量（mol） x x 2x
平衡量（mol） 2.6-x 2.6-x 2x
平衡濃度為c(N2)=（2.6-x）mol/L，c(O2)=（2.6-x）mol/L，c(NO)=2x mol/L；
2404℃時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=64×10-4
K===64×10-4，
解得x=0.10mol，則平衡時(shí)NO的濃度0.20mol/L；
O2的轉(zhuǎn)化率=×100%=3.8%，

故答案為：0.20mol/L；3.8%。