Question

【题目】向一个容积为2L的密闭容器中充入2mol NH3和3 mol O2，在恒温和催化剂作用下发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g) + 6H2O(l) ，经过5min后达到平衡状态。此时，c(NH3)：c(O2)=4：7。则：

(1)反应开始至平衡时，以NO的浓度变化表示该反应的平均速率v(NO)＝__________。

(2)起始状态与平衡状态容器内的压强之比为______。

(3)该条件下反应一段时间，下列能说明反应达到平衡状态的是___________ 。

A.c(H2O)保持不变的状态 B.气体的压强保持不变的状态

C.4v正(NH3)=5v逆(O2) D.NH3与O2浓度之比保持不变的状态

(4)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

	A	B	C	D	E	F
4mol/L H2SO4(mL)	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液(mL)	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O(mL)	V7	V8	V9	V10	10	0

①请完成此实验设计，其中：V1 = _________ ，V6 = _________ 。

②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因______________ 。

Answer 1

【答案】0.1mol/(L·min) 4：3 BD 30 10 生成的Cu覆盖在Zn的表面，接触面积减小，反应速率减慢

【解析】

设参加反应的NH3的浓度为4，由题意得：

（1）平衡后c(NH3)：c(O2)=4：7，由分析可知，，解得=0.125mol/L，4=0.5 mol/L，所以；

（2）根据阿伏伽德罗定律，压强之比等于物质的量之比，本题体积不变，故压强之比等于物质的量浓度之比，；

（3）A．H2O是液态，没有浓度概念，不能用来判定平衡，A错误；

B．该反应是前后气体体积变化的反应，故压强是个变量，可以判定平衡，B正确；

C．根据反应速率之比等于化学计量数之比，，故5v(NH3)=4v(O2)，错误；

D．由于NH3与O2不是按4：5投入的，当NH3与O2浓度之比保持不变时，说明NH3与O2浓度不变，达到平衡，D正确；

故选BD。

（4）①要研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，H2SO4的用量需是定值，所以V1、V2、V3、V4、V5都是30mL；通过F组数据可以看出，溶液的总体积是50mL，要保证H+浓度相同，所有溶液的总体积都得是50mL，故V6=10mL；

②由于Cu2++Zn=Zn2++Cu，当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成的Cu覆盖在Zn的表面，接触面积减小，反应速率减慢；