Question

已知可逆反應(yīng)：M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；△H＞0，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
Ⅰ（1）在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為

25%

．
（2）若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率

增大

 （填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；達(dá)到平衡后，c（P）=2mol?L^-1，a=

6

．
（4）若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c（M）=c（N）=bmol?L^-1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為

41.4%

．
ⅡN₂O₂-是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注．
（1）N₂O₅與苯發(fā)生硝化反應(yīng)生成的硝基苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

．
（2）2N₂O₅（g）→4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
①反應(yīng)達(dá)平衡后，若再通入一定量氮?dú)猓瑒tN₂O₅的轉(zhuǎn)化率將

不變

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
②下表為反應(yīng)在T₁溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

t/s	0	500	1000
e（N2O5）/mol?L-1	5.00	3.52	2.48

則500s內(nèi)N₂O₅的分解速率為

0.00296 mol?L^-1?s^-1

．
③在T₃溫度下，反應(yīng)1 000s時(shí)測(cè)得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則T₂

＜

T₁．
（3）如圖所示裝置可用于制備N(xiāo)₂O₅，則N₂O₅在電解池的

陽(yáng)極

區(qū)生成，其電極反應(yīng)式為

N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）根據(jù)M的轉(zhuǎn)化率計(jì)算△c（M），利用濃度變化量之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算△c（N），N的轉(zhuǎn)化率=

△c(N)

N的起始濃度

×100%；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，M的轉(zhuǎn)化率增大；
（3）根據(jù)（1）中數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)，根據(jù)平衡時(shí)P的濃度，利用濃度變化量之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算△c（N），利于三段式表示出平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)列方程，計(jì)算a的值；
（4）設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則M的濃度變化量為bxmol/L，利于三段式表示出平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)列方程計(jì)算x的值；
Ⅱ（1）硝基苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是；
（2）①恒溫恒容下，通入氮?dú)猓�反�?yīng)混合物個(gè)組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)；
②由圖可知，500s內(nèi)N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算N₂O₅的分解速率；
③由表中數(shù)據(jù)可知，在T₂溫度下，反應(yīng)1000s時(shí)測(cè)得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則此時(shí)N₂O₅的濃度為5mol/L-

1

2

×4.98mol?L^-1=2.51mol/L，高于在T₁溫度下，反應(yīng)1000s時(shí)測(cè)得NO₂的濃度，說(shuō)明該溫度下反應(yīng)正向進(jìn)行程度小；
（3）由N2O4制取N2O5需要是去電子，所以N2O5在陽(yáng)極區(qū)生成．

解答：解：Ⅰ（1）反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，則△c（M）=1mol?L^-1×60%=0.6mol/L，濃度變化量之比等于物質(zhì)的量之比，所以△c（N）=△c（M）=0.6mol/L，N的轉(zhuǎn)化率為

0.6mol/L

2.4mol/L

×100%=25%，故答案為：25%；
（2）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，M的轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大；
（3）平衡時(shí)則△c（M）=1mol?L^-1×60%=0.6mol/L，則：
              M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
開(kāi)始（mol/L）：1     2.4      0     0
變化（mol/L）：0.6   0.6      0.6   0.6
平衡（mol/L）：0.4   1.8      0.6   0.6
故該溫度下平衡常數(shù)k=

0.6×0.6

0.4×1.8

=0.5
反應(yīng)物的起始濃度分別為：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；達(dá)到平衡后，c（P）=2mol?L^-1，則：
               M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
開(kāi)始（mol/L）：4       a       0     0
變化（mol/L）：2       2       2     2
平衡（mol/L）：2       a-2     2     2
所以

2×2

2×(a-2)

=0.5，解得：a=6，
故答案為：6；
（4）反應(yīng)物的起始濃度為：c（M）=c（N）=bmol?L^-1，設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則M的濃度變化量為bxmol/L，則：
              M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
開(kāi)始（mol/L）：b     b      0      0
變化（mol/L）：bx    bx     bx     bx  
平衡（mol/L）：b-bx  b-bx   bx     bx
所以

bx×bx

(b-bx)×(b-bx)

=0.5，解得x=41.4%，
故答案為：41.4%；
Ⅱ（1）硝基苯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，故答案為：；
（2）①恒溫恒容下，通入氮?dú)猓�反�?yīng)混合物個(gè)組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，N₂O₅的轉(zhuǎn)化率不變，故答案為：不變；
②由圖可知，500s內(nèi)N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率為

1.48mol/L

500s

=0.00296 mol?L^-1?s^-1，故答案為：0.00296 mol?L^-1?s^-1；
③由表中數(shù)據(jù)可知，在T₂溫度下，反應(yīng)1000s時(shí)測(cè)得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則此時(shí)N₂O₅的濃度為5mol/L-

1

2

×4.98mol?L^-1=2.51mol/L，高于在T₁溫度下，反應(yīng)1000s時(shí)測(cè)得NO₂的濃度，說(shuō)明該溫度下反應(yīng)正向進(jìn)行程度小，故溫度T₂＜T₁，
故答案為：＜；
（3）從電解原理來(lái)看，N₂O₄制備N(xiāo)₂O₅為氧化反應(yīng)，則N₂O₅應(yīng)在陽(yáng)極區(qū)生成，反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，
故答案為：陽(yáng)極，N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題為拼合型，涉及化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)與計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算與運(yùn)用、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，題量大，計(jì)算量較大，是對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)的考驗(yàn)，題目難度較高，注意掌握平衡常數(shù)在化學(xué)平衡計(jì)算的運(yùn)用．