Question

【題目】在容積固定的VL密閉容器中充入4molNH3和5molO2，發(fā)生如下反應(yīng)：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)。請回答下列問題：

（1）下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______；

A .容器中氣體總質(zhì)量不變

B. c(O2)不變

C. υ(O2)＝1.25υ(NH3)

D. 體系壓強(qiáng)不變

E. 相同時(shí)間內(nèi)，消耗0.1 mol NH3，同時(shí)消耗了0.1 mol NO

（2）已知上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，該反應(yīng)各物質(zhì)的濃度的定量關(guān)系稱之為K，其表達(dá)式可表示為K =。如果達(dá)到平衡時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率為a，則K=_____（用含a的式子表示，數(shù)字采用指數(shù)形式）。

（3）若反應(yīng)在絕熱密閉系統(tǒng)中進(jìn)行時(shí)，其余條件不變，反應(yīng)速率是先增大后減小。則速率逐漸增大是因?yàn)?/span>______，速率又逐漸減小的原因是_____。

（4）1mol NH3(g)在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態(tài)物質(zhì)，放出akJ的熱量。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____。

（5）若將（4）所述反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，負(fù)極反應(yīng)式 ______。

Answer 1

【答案】BDE [66a10]/[55(1—a)9V] 體系溫度升高 反應(yīng)物濃度減小 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）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此解答該題；

（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)及三段式進(jìn)行求算；

（3）根據(jù)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中溫度升高，在反應(yīng)過程中溫度升高和反應(yīng)物濃度減小是影響反應(yīng)速率的因素；

（4）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)放出的熱量成正比，氨氣在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態(tài)物質(zhì)應(yīng)為氮?dú)夂退��?/span>

（5）原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氨氣在負(fù)極反應(yīng)生成氮?dú)狻?/span>

（1）A．反應(yīng)前后都是氣體，氣體質(zhì)量始終不變，容器中氣體總質(zhì)量不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

B．c （O2）不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)；

C．υ（O2）=1.25υ（NH3），沒有說明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)；

D．該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量逐漸增大，壓強(qiáng)逐漸增大，若體系壓強(qiáng)不變，說明正、逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)；

E．相同時(shí)間內(nèi)，消耗0.1mol NH3，同時(shí)消耗了0.1mol NO，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

故答案為：BDE；

（2）根據(jù)三段式可知，

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

開始時(shí)的物質(zhì)的量（mol） 4 5 0 0

改變的物質(zhì)的量（mol） 4a 5a 4a 6a

平衡時(shí)的物質(zhì)的量（mol） 4-4a 5-5a 4a 6a

K==；

（3）由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)在絕熱密閉系統(tǒng)中進(jìn)行。所以在反應(yīng)開始階段，主要受體系溫度升高的影響，反應(yīng)速率增大；而隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸降低，所以在反應(yīng)后階段，主要受濃度減小因素的影響，反應(yīng)速率減慢；

（4）氨氣在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態(tài)物質(zhì)應(yīng)為氮?dú)夂退��?/span>1mol氨氣燃燒放熱akJ，則熱化學(xué)方程式為4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－4a kJ·mol—1；

（5）負(fù)極是氨氣在反應(yīng)，在堿性環(huán)境中反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2NH3—6e-+6OH-=N2+6H2O，酸性環(huán)境中的電極反應(yīng)式為2NH3—6e- =N2+6H+。