题目内容

【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 v(O2)=1.25v(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)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_____。

(3)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__________________________________________。

(4)若将(3)所述反应设计为电解质溶液为KOH的原电池,则负极反应式 _________________________。

【答案】BDE 体系温度升高 反应物浓度减小 6NH3(g)+3O2(g)=3N2(g)+6H2O(g) △H =-6a kJ·mol-1 2NH3-6e-+6OH- = N2+6H2O

【解析】

(1)根据化学平衡状态的特征:逆、定、动、变、等来判断化学反应是否达到平衡;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性不变,以此解答该题;

(2)根据该反应为放热反应,反应过程中温度升高,此条件下比原平衡温度高进行分析反应速率变化;随后浓度变化成为影响反应速率的主要因素;
(3)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;
(4)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,A项错误;
B.c (O2)不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,B项正确;
C.v(O2)=1.25v(NH3),没有告诉是正逆反应速率,无法判断是否达到平衡状态,C项错误;
D.该反应是体积缩小的反应,反应过程中气体的物质的量逐渐减小,压强逐渐减小,若体系压强不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,D项正确;
E.相同时间内,消耗0.1molNH3,同时消耗了0.1molNO,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,E项正确;
故答案为:BDE;

(2)由于该反应为放热反应,若在容积固定的绝热密闭容器中发生上述反应,其余条件不变,反应过程中反应体系的温度高于原反应,所以正逆反应速率都增大,随后因浓度减小成为影响的主要因素,所以反应减慢,故答案为:体系温度升高;反应物浓度减小;
(3)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,1 mol氨气燃烧放热a kJ,则热化学方程式为6NH3(g)+3O2(g)=3N2(g)+6H2O(g) △H=-6a 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。

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