Question

【题目】在容积固定的VL密闭容器中充入4molNH3和5molO2，发生如下反应：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。请回答下列问题：

（1）下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______；

A .容器中气体总质量不变

B. c(O2)不变

C. υ(O2)＝1.25υ(NH3)

D. 体系压强不变

E. 相同时间内，消耗0.1 mol NH3，同时消耗了0.1 mol NO

（2）已知上述反应达到平衡后，该反应各物质的浓度的定量关系称之为K，其表达式可表示为K =。如果达到平衡时，NH3的转化率为a，则K=_____（用含a的式子表示，数字采用指数形式）。

（3）若反应在绝热密闭系统中进行时，其余条件不变，反应速率是先增大后减小。则速率逐渐增大是因为______，速率又逐渐减小的原因是_____。

（4）1mol NH3(g)在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质，放出akJ的热量。写出该反应的热化学方程式_____。

（5）若将（4）所述反应设计为原电池，负极反应式 ______。

Answer 1

【答案】BDE [66a10]/[55(1—a)9V] 体系温度升高 反应物浓度减小 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－4a kJ·mol—1 2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O或 2NH3—6e— =N2+6H+

【解析】

（1）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此解答该题；

（2）根据化学平衡常数及三段式进行求算；

（3）根据该反应为放热反应，反应过程中温度升高，在反应过程中温度升高和反应物浓度减小是影响反应速率的因素；

（4）根据热化学方程式的书写方法可知，物质的物质的量与反应放出的热量成正比，氨气在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质应为氮气和水；

（5）原电池的负极发生氧化反应，氨气在负极反应生成氮气。

（1）A．反应前后都是气体，气体质量始终不变，容器中气体总质量不变不能说明反应达到平衡状态；

B．c （O2）不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态；

C．υ（O2）=1.25υ（NH3），没有说明是正反应速率还是逆反应速率，无法判断是否达到平衡状态；

D．该反应是气体物质的量增大的反应，反应过程中气体的物质的量逐渐增大，压强逐渐增大，若体系压强不变，说明正、逆反应速率相等，达到了平衡状态；

E．相同时间内，消耗0.1mol NH3，同时消耗了0.1mol NO，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；

故答案为：BDE；

（2）根据三段式可知，

4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)

开始时的物质的量（mol） 4 5 0 0

改变的物质的量（mol） 4a 5a 4a 6a

平衡时的物质的量（mol） 4-4a 5-5a 4a 6a

K==；

（3）由于该反应为放热反应，且反应在绝热密闭系统中进行。所以在反应开始阶段，主要受体系温度升高的影响，反应速率增大；而随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，所以在反应后阶段，主要受浓度减小因素的影响，反应速率减慢；

（4）氨气在纯氧中完全燃烧生成无污染的气态物质应为氮气和水，1mol氨气燃烧放热akJ，则热化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－4a kJ·mol—1；

（5）负极是氨气在反应，在碱性环境中反应的电极反应式为2NH3—6e-+6OH-=N2+6H2O，酸性环境中的电极反应式为2NH3—6e- =N2+6H+。