在容積固定的VL密閉容器中充入4molNH3和5molO2，發生如下反應：4NH3(g)+5O2(g) 4NO...

問題詳情：

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

（1）下列能説明該反應已經達到平衡狀態的是_______；

A .容器中氣體總質量不變

B. c(O2)不變

C. υ(O2)＝1.25υ(NH3)

D. 體系壓強不變

E. 相同時間內，消耗0.1 mol NH3，同時消耗了0.1 mol NO

（2）已知上述反應達到平衡後，該反應各物質的濃度的定量關係稱之為K，其表達式可表示為K =。如果達到平衡時，NH3的轉化率為a，則K=_____（用含a的式子表示，數字採用指數形式）。

（3）若反應在絕熱密閉系統中進行時，其餘條件不變，反應速率是先增大後減小。則速率逐漸增大是因為______，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物質，放出akJ的熱量。寫出該反應的熱化學方程式_____。

（5）若將（4）所述反應設計原電池，負極反應式 ______。

【回答】

【*】    (1). BDE    (2). [66a10]/[55(1—a)9V]    (3). 體系温度升高    (4). 反應物濃度減小    (5). 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  △H=－4a kJ·mol—1    (6). 2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O或  2NH3—6e— =N2+6H+

【解析】

【分析】

（1）當化學反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不再發生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此解答該題；

（2）根據化學平衡常數及三段式進行求算；

（3）根據該反應為放熱反應，反應過程中温度升高，在反應過程中温度升高和反應物濃度減小是影響反應速率的因素；

（4）根據熱化學方程式的書寫方法可知，物質的物質的量與反應放出的熱量成正比，氨氣在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態物質應為氮氣和水；

（5）原電池的負極發生氧化反應，氨氣在負極反應生成氮氣。

【詳解】（1）A．反應前後都是氣體，氣體質量始終不變，容器中氣體總質量不變不能説明反應達到平衡狀態；

B．c （O2）不變，説明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態；

C．υ（O2）=1.25υ（NH3），沒有説明是正反應速率還是逆反應速率，無法判斷是否達到平衡狀態；

D．該反應是氣體物質的量增大的反應，反應過程中氣體的物質的量逐漸增大，壓強逐漸增大，若體系壓強不變，説明正、逆反應速率相等，達到了平衡狀態；

E．相同時間內，消耗0.1mol NH3，同時消耗了0.1mol NO，説明正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態；

故*為：BDE；

（2）根據三段式可知，

4NH3(g)+5O2(g)  4NO(g)+6H2O(g)

開始時的物質的量（mol）   4     5            0        0

改變的物質的量（mol）     4a    5a           4a       6a

平衡時的物質的量（mol）  4-4a   5-5a         4a       6a

K==；

（3）由於該反應為放熱反應，且反應在絕熱密閉系統中進行。所以在反應開始階段，主要受體系温度升高的影響，反應速率增大；而隨着反應的進行，反應物的濃度逐漸降低，所以在反應後階段，主要受濃度減小因素的影響，反應速率減慢；

（4）氨氣在純氧中完全燃燒生成無污染的氣態物質應為氮氣和水，1mol氨氣燃燒放熱akJ，則熱化學方程式為4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  △H=－4a kJ·mol—1；

（5）負極是氨氣在反應，在鹼*環境中反應的電極反應式為2NH3—6e-+6OH-=N2+6H2O，**環境中的電極反應式為2NH3—6e- =N2+6H+。

【點睛】本題考查了化學平衡狀態的判斷、化學平衡的計算、影響化學反應速率的因素、原電池電極反應式的書寫，題目難度中等，注意掌握判斷化學平衡狀態的方法，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力。

知識點：化學平衡單元測試

題型：綜合題