问题 填空题

汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一.某同学为控制污染,对该反应进行研究.

(1)如图1表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图象,根据图象判断反应N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)为______(填“吸热”或“放热”)反应.

(2)2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则2000℃时该反应的平衡常数K=______.该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol,则达到平衡后N2的转化率为______.

(3)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置.净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图2所示.写出上述变化中的总化学反应方程式:______.

答案

(1)根据图象判断,T2曲线先到达平衡,反应速率大,温度较高,而温度升高,氮气的体积分数减小,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度向吸热方向进行,故正反应为吸热反应.

故答案为:吸热

(2)利用三段式求出反应混合物各组分物质的量的变化量、平衡时反应混合物各组分物质的量.

              N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),

起始(mol):10       5         0

反应(mol):1        1         2

平衡(mol):9        4         2

所以平衡常数k=

[c(NO)]2
c(N2)•c(O2)
=
(
2mol
2L
)
2
9mol
2L
×
4mol
2L
=
1
9

令N2转化的物质的量为xmol,则

             N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),

起始(mol):1      1              0

反应(mol):x      x              2x

平衡(mol):1-x   1-x            2x

所以

(
2xmol
2L
)
2
(1-x)mol
2L
×
(1-x)mol
2L
=
1
9
,解得x=
1
7

N2的转化率为

1
7
mol
1mol
×100%=14.3%.

故答案为:

1
9
;14.3%

(3)NO2为中间产物,反应物为NO、O2、CO,产物为CO2、N2,反应方程式为2NO+O2+4CO=4CO2+N2

故答案为:2NO+O2+4CO=4CO2+N2

单项选择题
判断题