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反應生成NO。

（1）反應需要在閃電或極高溫條件下發(fā)生，說明該反應_________。（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該反應的△H______0。（填“>”、“=”或“<”）

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

（3）2404℃時，在容積為1.0L的密閉容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，計算反應N2(g)＋O2(g)2NO(g)達到平衡時NO的濃度和O2的轉(zhuǎn)化率。（此溫度下不考慮O2與NO的反應。計算結(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反應生成NO，說明該反應難以進行，反應的活化能高；
(2)①依據(jù)溫度不同平衡常數(shù)的變化，判斷升溫化學平衡移動方向判斷反應的吸熱放熱；

②依據(jù)溫度升高達到平衡所需要時間減小，氮氣轉(zhuǎn)化率增大；畫出圖象變化；
(3)依據(jù)2404℃時的平衡常數(shù)，結(jié)合化學平衡的三段式列式計算。

（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，只能說明引發(fā)反應所需要的能量高即活化能高，不能說明反應吸收的能量高，

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，所以正反應方向是吸熱反應，故△H>0；
②1760℃、2404℃時N2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的示意圖，根據(jù)溫度越高平衡需要時間越短，氮氣轉(zhuǎn)化率越大，不難畫出圖像。

，

故本題的正確答案為：；

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

依據(jù)化學平衡的三段式計算列式計算，設達到平衡時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℃時化學平衡常數(shù)K=64×10-4
K===64×10-4，
解得x=0.10mol，則平衡時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%。