Question

【题目】NH3的催化氧化是工业制取硝酸的关键步骤之一，该反应的化学方程式为：

4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，△H＜0。

请回答下列问题：

（1）在恒温恒容下判断该反应达到平衡状态的标志是________（填字母）。

a．NH3和NO浓度相等

b．NO百分含量保持不变

c．容器中气体的压强不变

d．NH3的生成速率与NO的消耗速率相等

（2）当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高NH3平衡转化率的是_____________。（填字母）

a．向装置中再充入N2 b．向装置中再充入O2 c．改变反应的催化剂 d．降低温度

（3）将0.050 mol NH3 (g)和0.060 mol O2(g)放入容积为1L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得c(NO)＝0.040 mol/L。计算该条件下反应的NH3的转化率和写出平衡常数K 的表达式(不必写出计算过程)。

①平衡常数的表达式K=________________；

②平衡时，NH3的转化率α(NH3 )=________________。

Answer 1

【答案】 bc bd ①K= 80%

【解析】试题分析：（1）a．平衡时NH3和NO浓度关系与氨气转化率有关，不一定相等，a错误；b．NO百分含量保持不变，说明到达平衡，b正确；c．随反应进行，混合气体总物质的量增加，恒温恒容下容器内压强增大，当容器中气体的压强不变，说明到达平衡，c正确；d．NH3的生成速率与NO的消耗速率均表示逆反应速率，反应始终相等，不能说明到达平衡，NH3的生成速率与NO的生成速率相等，说明到达平衡，d错误，答案选bc；

（2）a．向装置中再充入氮气，压强增大，但物质的浓度不变，平衡不移动，氨气平衡转化率不变，a错误；B．向装置中再充入O2，平衡显正反应方向进行，氨气平衡转化率增大，b正确；c．改变反应的催化剂，不影响平衡移动，氨气平衡转化率不变，c错误；d．正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，氨气平衡转化率增大，d正确，答案选bd；

（3）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据方程式可知平衡常数表达式K＝；

②4NH3(g)+ 5O2 (g)4NO(g) ＋6H2O(g)

起始浓度（mol/L） 0.05 0.06 0 0

变化浓度（mol/L） 0.04 0.05 0.04 0.06

平衡浓度（mol/L）：0.01 0.01 0.04 0.06

所以氨气的转化率是×100%＝80%。