解题思路:(1)平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积;
(2)根据反应方程式,利用三段式法结合平衡常数计算转化率;
(3)计算某时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,与该温度下的平衡常数相比较,可得出结论;
(4)根据温度、催化剂对反应速率和平衡移动的影响判断;
(5)依据反应特征是气体体积不变的吸热反应,结合平衡移动原理分析,平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变.
(1)平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,反应方程式为N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),则k=
c2(NO)
c(N2)c(O2),故答案为:
c2(NO)
c(N2)c(O2);
(2)设平衡时氮气的转化的物质的量为x,则
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
起始:1mol 1mol0
转化:x x 2x
平衡:1mol-x 1mol-x 2x
则有:K=
(
2x
2)2
1−x
2×
1−x
2=64×10-4,
x=0.04mol,
所以平衡时,N2的转化率是[0.04mol/1mol]×100%=4%;
故答案为:4;
(3)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,则有该时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为:
(3×10−3)2
(2.5×10−1)×(4.0×10−2)
=9×10-4<K,则反应应向正反应方向进行,
故答案为:向正反应方向进行;
(3×10−3)2
(2.5×10−1)×(4.0×10−2)=9×10-4<K;
(4)A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;
B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;
C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,故C正确.
故答案为:AC;
(5)N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H>0,反应特征是气体体积不变的吸热反应;
①单位时间内生成 n mol O2的同时生成2 n mol NO,说明正逆反应速率相同,单位时间内生成 n mol O2的同时生成 n mol NO,不符合平衡标志,故①错误;
②气体质量不变,体积不变,温度和体积一定时,反应过程中和平衡状态下混合气体的密度始终不变化,不能判断反应达到平衡状态,故②错误;
③物质百分含量不变说明费用达到平衡状态,百分组成ω(NO)=ω(N2)和起始量有关,不能说明费用达到平衡状态,故③错误;
④所以之比等于化学方程式系数之比,是正反应速率之比,反应速率v(N2)=v(O2)=v(NO)/2时,不能说明正逆反应速率相同,不能说明费用大大平衡状态,故④错误;
⑤温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化是平衡的标志,故⑤正确;
⑦反应前后气体体积不变,温度和体积一定时,反应过程中和平衡状态下容器内压强始终不变化,故⑦错误;
⑧反应前后气体质量守恒,气体物质的量不变,反应过程中和平衡状态下,条件一定,混合气体的平均相对分子质量始终不变化,故⑧错误.
故答案为:⑤.
点评:
本题考点: 化学平衡常数的含义;化学平衡状态的判断;物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡的计算.
考点点评: 本题考查化学平衡的有关计算,平衡标志的分析判断,题目难度中等,注意平衡常数的计算和应用.