Question

20．已知：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）  在容積固定的恒溫密閉容器中充入NH₃和O₂發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表：

時間/濃度	c（NH3）（mol/L）	c（O2 ）（mol/L）	c（NO）（mol/L）
起始	0.800	1.000	0.000
第2min	a	b	c
第4min	0.400	0.500

（1）下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是ABE
A．容器中氣體平均摩爾質(zhì)量不變    
B．c（O₂）不變  
C．v（O₂）=1.25v（NH₃）
D．體系氣體無顏色變化                  
E．體系壓強不變
（2）在容器中加入正催化劑，則反應(yīng)速率增大（填“增大”“減小”“不變”；后同），降低容器的溫度則反應(yīng)速率減�。�
（3）反應(yīng)在第2min時，容器中壓強與反應(yīng)前之比為19：18，則a=mol/L；0～2min平均速率v（NH3）=0.2mol/（L•min）．第4min時反應(yīng)是（是、否）達到平衡
（4）如果把該反應(yīng)設(shè)計為原電池，NH₃在原電池負極，電解質(zhì)溶液中陰離子向負極移動．若果以NaCl為電解質(zhì)，正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)達到平衡狀態(tài)，一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，據(jù)此進行判斷；
（2）加入正催化劑，則正逆反應(yīng)速率都增大；降低容器的溫度則反應(yīng)速率都減��；
（3）設(shè)在第2min時轉(zhuǎn)化了xmol氨氣，壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比，根據(jù)反應(yīng)在第2min時，容器中壓強與反應(yīng)前之比為19：18計算出a；根據(jù)反應(yīng)速率表達式計算出0～2min平均速率v（NH₃）；根據(jù)計算出的a大小判斷第4min時反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)；
（4）原電池中負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移動方向與電流方向相反；以NaCl為電解質(zhì)，正極氧氣得到電子生成氫氧根離子．

解答 解：（1）A．該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，氣體的總物質(zhì)的量在達到平衡狀態(tài)之前是變量，氣體的質(zhì)量不變，若容器中氣體平均摩爾質(zhì)量不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B．c （O₂）不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．v（O₂）=1.25v（NH₃），沒有告訴是正逆反應(yīng)速率，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．該反應(yīng)過程中混合氣體始終為無色，無法根據(jù)顏色變化判斷平衡狀態(tài)，故D錯誤；
E．該反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量逐漸減小，壓強逐漸減小，若體系壓強不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故E正確；
故選ABE；
（2）在容器中加入正催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，平衡不發(fā)生移動；降低降低，正逆反應(yīng)速率同時減小，
故答案為：增大；減��；
（3）設(shè)第2min消耗了xmol氨氣，
根據(jù)反應(yīng)方程式4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）△c
              4        5        4        6           1
              x                                       $\frac{1}{4}$x
反應(yīng)后混合氣體的濃度為：（0.800+1.000+0.25x）mol/L，根據(jù)氣體物質(zhì)的量之比等于壓強之比可知，$\frac{（0.800+1.000+0.25x）mol/L}{（0.800+1.000）mol/L}$=$\frac{19}{18}$，
解得：x=0.400，則a=0.800-0.400=0.400；
0～2min平均速率v（NH₃）=$\frac{0.400mol/L}{2min}$=0.2mol/（L•min）；由于反應(yīng)到2min與4min時氨氣的濃度相等，說明在2min時反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，
故答案為：0.400；0.2mol/（L•min）；是；
（4）該反應(yīng)中氨氣反應(yīng)生成一氧化氮，氨氣化合價升高被氧化，所以氨氣在原電池的負極；原電池溶液中，電流由負極流向正極，所以陰離子向著負極移動；若氯化鈉溶液為電解質(zhì)，該原電池中，正極氧氣得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：負；負；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查了化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡的影響因素、化學平衡的計算、原電池原理等知識，題目難度中等，注意掌握判斷化學平衡狀態(tài)的方法，明確影響化學平衡的因素、原電池工作原理，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學知識的能力．