Question

【題目】NH3的催化氧化是工業制取硝酸的關鍵步驟之一，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）在恒溫恒容下判斷該反應達到平衡狀態的標志是________（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）當該反應處于平衡狀態時，在體積不變的條件下，下列措施中有利于提高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．降低溫度

（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 )=________________。

Answer 1

【答案】 bc bd ①K= 80%

【解析】試題分析：（1）a．平衡時NH3和NO濃度關系與氨氣轉化率有關，不一定相等，a錯誤；b．NO百分含量保持不變，說明到達平衡，b正確；c．隨反應進行，混合氣體總物質的量增加，恒溫恒容下容器內壓強增大，當容器中氣體的壓強不變，說明到達平衡，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，反應始終相等，不能說明到達平衡，NH3的生成速率與NO的生成速率相等，說明到達平衡，d錯誤，答案選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，降低溫度，平衡正向移動，氨氣平衡轉化率增大，d正確，答案選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%。