Question

17．一定溫度下將6mol的A及6molB混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)過5分鐘后反應達到平衡，測得A的轉化率為60%，C的平均反應速率是0.36mol/（L•min）．求：
（1）平衡時D的濃度=1.2，
（2）B的平均反應速率v（B）=0.12，
（3）x=3，
（4）開始時容器中的壓強與平衡時的壓強之比為10：11（化為最簡整數(shù)比）
（5）以NH₃代替氫氣研發(fā)燃料電池是當前科研的一個熱點．使用的電解質溶液是2mol•L^-1的KOH溶液，電池總反應為：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O．該電池負極的電極反應式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；每消耗3.4gNH₃轉移的電子數(shù)目為0.6N_A．

Answer 1

分析 3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)過5分鐘后反應達到平衡，測得A的轉化率為60%，則
             3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），
開始（mol/L） 3       3        0      0
轉化       3×60%     0.6              1.2
平衡          1.2     2.4      0.6x    1.2
（1）由上述分析可知平衡狀態(tài)D的濃度；
（2）結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
（3）結合速率之比等于化學計量數(shù)之比計算；
（4）開始時容器中的壓強與平衡時的壓強之比等于反應前后的物質的量之和的比；
（5）依據(jù)化學方程式分析氨氣化合價變化，判斷發(fā)生氧化反應的物質是氨氣，原電池中在負極失電子，正極上氧氣得到電子生成氫氧根離子；結合化學方程式和電子轉移總數(shù)計算每消耗3.4g NH₃轉移的電子數(shù)．

解答 解：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)過5分鐘后反應達到平衡，測得A的轉化率為60%，則
                     3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），
開始（mol/L） 3          3             0           0
轉化（mol/L） 3×60%     0.6                1.2
平衡（mol/L） 1.2      2.4        0.6x      1.2
（1）由上述分析可知平衡狀態(tài)D的濃度為1.2mol/L，故答案為：1.2；
（2）B的平均反應速率υ（B）=$\frac{0.6mol/L}{5min}$=0.12mol/（ L．min），故答案為：0.12；　
（3）由速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，$\frac{1}{x}=\frac{0.12}{0.36}$，解得x=3，故答案為：3；
（4）開始時容器中的壓強與平衡時的壓強之比等于反應前后的物質的量之和的比，為（6+6）mol：（1.2+2.4+0.6×3+1.2）mol/L×2L=10：11，故答案為：10：11；
（5）電池反應為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．該電池負極是氨氣失電子生成氮氣，反應的電極反應式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，反應中2mol氨氣反應電子轉移6mol電子，每消耗3.4g NH₃物質的量=$\frac{3.4g}{17g/mol}$=0.2mol，轉移的電子數(shù)為0.6N_A；
故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；0.6N_A．

點評 本題考查化學平衡的計算以及電化學知識，為高頻考點，把握化學平衡三段法計算、速率及壓強比的計算方法為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度不大．