Question

【題目】在一密閉容器中(容積為5L)，充入氨氣和氧氣，使其物質(zhì)的量之比為1∶2，并發(fā)生如下反應(yīng)：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，此反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行2min后，測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為2mol，NH3的轉(zhuǎn)化率為20%。

(1)以NO的濃度變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是________。

(2)O2在2min時(shí)的濃度是________。

Answer 1

【答案】0.05mol/(L·min) 0.875 mol/L

【解析】

假如NH3起始物質(zhì)的量為x，利用反應(yīng)開(kāi)始時(shí)氨氣和氧氣的物質(zhì)的量之比為1∶2，可知O2在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)物質(zhì)的量是2x，利用NH3平衡轉(zhuǎn)化率是20%，可知反應(yīng)的NH3的物質(zhì)的量，根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可得平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量，利用v=計(jì)算v(NO)；利用c=計(jì)算物質(zhì)的平衡濃度。

（1）設(shè)充入NH3的物質(zhì)的量為x，NH3達(dá)到平衡時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率為20%，則平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量為x(1-20%)=2mol，解得x=2.5mol，由于反應(yīng)開(kāi)始時(shí)充入氨氣和氧氣的物質(zhì)的量之比為1∶2，則O2開(kāi)始濃度為2×2.5mol=5.0mol，反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為△n(NH3)=0.5mol，根據(jù)方程式4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系：每反應(yīng)消耗NH3 4mol，會(huì)同時(shí)消耗5mol O2，反應(yīng)產(chǎn)生4mol NO，則反應(yīng)了0.5mol NH3，消耗O2的物質(zhì)的量是△n(O2)=0.5mol×=0.625mol，n(NO)=0.5mol，所以v(NO)==0.05mol/(L·min)；

（2）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)n(O2)=5mol，平衡時(shí)n(O2)=5mol-0.625mol=4.375mol，所以O2在2min時(shí)的濃度是c(O2)==0.875mol/L。