Question

【題目】N2O5是一種新型硝化劑，其性質和制備受到人們的關注。已知N2O5能與水發生反應，并放出大量的熱。

Ⅰ.一定溫度下，在恒容密閉容器中N2O5發生下列反應：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH。

（1）下表為反應在T1溫度下的部分實驗數據：

t/s	0	500	1000
c(N2O5)/mol·L—1	5.00	3.52	2.48

則500s內NO2的生成速率為______________。

（2）反應達到平衡后，若再通入一定量N2O5，達到新平衡時，N2O5的轉化率將______（填“增大”、“減小”、“不變”）。

（3）在溫度T1和T2時，N2O5的濃度與反應時間的關系如圖所示。據此判斷：T1______T2（填“>”、“<”或“=”，下同），ΔH______0。

Ⅱ.下圖所示裝置，可用于制備N2O5氣體。A是電源的____________（填“負極”或“正極”），電解池的陽極反應式為______________________________________________________。

Answer 1

【答案】0.00592mol·L－1·s－1 減小 ＜ ＞ 正極 N2O4+2HNO3-2e－=2N2O5+2H+

【解析】

Ⅰ.（1）根據實驗數據，結合化學反應速率的定義式及計算方法求解；

（2）再加入N2O5，相當于加壓，結合壓強對平衡的影響效果分析；

（3）結合圖像，依據 “先拐先平數值大”的規律分析作答；

Ⅱ.陽極發生失電子的氧化反應，N2O4轉化為N2O5，化合價升高，據此判斷電源的正負極；再依據電解池原理書寫電極反應式。

Ⅰ.（1）參加反應的各物質表示的化學反應時速率之比等于化學計量數之比，則500s內NO2的生成速率=0.00592 mol·L－1·s－1；

（2）平衡后再加入一定量的N2O5，增大了體系的壓強，會使反應2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)的平衡向逆反應方向移動，則N2O5的轉化率減小；

（3）從圖像中可以看出，反應在T2溫度下先達到平衡，則說明在T2溫度下反應速率更快，即T1＜T2；溫度升高，N2O5的濃度降低，則說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，該反應為吸熱反應，ΔH＞0，故答案為：＜；＞；

Ⅱ.制備N2O5氣體的電解池裝置中，左側N2O4轉化為N2O5，化合價升高，失電子發生氧化反應，則左側惰性電極為陽極，連接電源的正極，其電極反應式為：N2O4+2HNO3-2e－=2N2O5+2H+，故答案為：正極；N2O4+2HNO3-2e－=2N2O5+2H+。