問題詳情:
NH3的催化氧化是工業製取**的關鍵步驟之一,該反應的化學方程式為:
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),△H<0。
請回答下列問題:
(1)在恆温恆容下判斷該反應達到平衡狀態的標誌是________(填字母)。
a.NH3和NO濃度相等
b.NO百分含量保持不變
c.容器中氣體的壓強不變
d.NH3的生成速率與NO的消耗速率相等
(2)當該反應處於平衡狀態時,在體積不變的條件下,下列措施中有利於提高NH3平衡轉化率的是_____________。(填字母)
a.向裝置中再充入N2 b.向裝置中再充入O2 c.改變反應的催化劑 d.降低温度
(3)將0.050 mol NH3 (g)和0.060 mol O2(g)放入容積為1L的密閉容器中,在一定條件下達到平衡,測得c(NO)=0.040 mol/L。計算該條件下反應的NH3的轉化率和寫出平衡常數K 的表達式(不必寫出計算過程)。
①平衡常數的表達式K=________________;
②平衡時,NH3的轉化率α(NH3 )=________________。
【回答】
(1). bc (2). bd (3). ①K= (4). 80%
【解析】(1)a.平衡時NH3和NO濃度關係與氨氣轉化率有關,不一定相等,a錯誤;
b.NO百分含量保持不變,説明到達平衡,b正確;
c.隨反應進行,混合氣體總物質的量增加,恆温恆容下容器內壓強增大,當容器中氣體的壓強不變,説明到達平衡,c正確;
d.NH3的生成速率與NO的消耗速率均表示逆反應速率,不能説明到達平衡,NH3的生成速率與NO的生成速率相等,説明到達平衡,d錯誤,*選bc;
(2)a.向裝置中再充入氮氣,壓強增大,但物質的濃度不變,平衡不移動,氨氣平衡轉化率不變,a錯誤;
B.向裝置中再充入O2,平衡顯正反應方向進行,氨氣平衡轉化率增大,b正確;
c.改變反應的催化劑,不影響平衡移動,氨氣平衡轉化率不變,c錯誤;
d.正反應為放熱反應,降低温度,平衡正向移動,氨氣平衡轉化率增大,d正確,*選bd;
(3)①化學平衡常數是在一定條件下,當可逆反應達到平衡狀態時,生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值,因此根據方程式可知平衡常數表達式K=;
②4NH3(g)+ 5O2 (g)4NO(g) +6H2O(g)
起始濃度(mol/L) 0.05 0.06 0 0
變化濃度(mol/L) 0.04 0.05 0.04 0.06
平衡濃度(mol/L):0.01 0.01 0.04 0.06
所以氨氣的轉化率是×100%=80%。
知識點:化學平衡單元測試
題型:綜合題