Question

5．向一容积为5L的密闭容器中充入NH₃和O₂，它们的物质的量之比为1：2，发生如下反应：4NH₃+O₂?4NO+6H₂O（g）．
（1）上述反应在一定条件下2min后该反应的自由能△G=△H-T△S=0，此时该反应达到平衡状态，此时NH₃为2mol，NH₃的转化率为20%．以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为0.25mol•L^-1•min^-1，O₂的平衡浓度为0.875mol•L^-1 ．
（2）在达到平衡后，充入相当于原组成气体1倍的惰性气体．如果容器的体积不变，平衡不移动．

Answer 1

分析 （1）△G=△H-T△S=0，说明此反应达到平衡状态，利用三段法计算平衡反应速率以及平衡浓度；
（2）容积不变通入惰性气体，因为浓度不变，平衡不移动．

解答 解：（1）△G=△H-T△S=0，说明反应达到平衡状态；
设充入NH₃为xmol，
      4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）
加入量 x         2x        0        0
反应量 0.2x       0.25x     0.2x    0.3x
平衡量 2         2x-0.25x     0.2x   0.3x
2min后达到平衡，NH₃为2mol，NH₃的转化率为20%，
x-0.2x=2，解得x=2.5，用NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为$\frac{\frac{0.2×2.5mol}{5L}}{2min}$=0.25mol•L^-1•min^-1，
O₂的平衡浓度为$\frac{2×2.5mol-0.25×2.5mol}{5L}$=0.875mol•L^-1，故答案为：平衡；0.25mol•L^-1•min^-1；0.875mol•L^-1 ；
（2）容积不变通入惰性气体，因为浓度不变，平衡不移动，故答案为：不．

点评 本题主要考查的是化学平衡状态的判断．化学反应速率的计算以及平衡是否移动的判断等，三段法为解决此类题目的常用方法，难度不大．