Question

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

25%

．
（2）若反應溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率

增大

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

6

．
（4）若反應溫度不變，反應物的起始濃度為：c（M）=c（N）=bmol?L^-1，達到平衡后，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)生硝化反應生成的硝基苯的結(jié)構(gòu)簡式是

．
（2）2N₂O₅（g）→4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
①反應達平衡后，若再通入一定量氮氣，則N₂O₅的轉(zhuǎn)化率將

不變

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
②下表為反應在T₁溫度下的部分實驗數(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1 000s時測得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則T₂

＜

T₁．
（3）如圖所示裝置可用于制備N₂O₅，則N₂O₅在電解池的

陽極

區(qū)生成，其電極反應式為

N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺

．

Answer 1

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

△c(N)

N的起始濃度

×100%；
（2）該反應正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應移動，M的轉(zhuǎn)化率增大；
（3）根據(jù)（1）中數(shù)據(jù)計算平衡常數(shù)，根據(jù)平衡時P的濃度，利用濃度變化量之比等于物質(zhì)的量之比計算△c（N），利于三段式表示出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)列方程，計算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各組分的濃度，代入平衡常數(shù)列方程計算x的值；
Ⅱ（1）硝基苯的結(jié)構(gòu)簡式是；
（2）①恒溫恒容下，通入氮氣，反應混合物個組分的濃度不變，平衡不移動；
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

計算N₂O₅的分解速率；
③由表中數(shù)據(jù)可知，在T₂溫度下，反應1000s時測得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則此時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1000s時測得NO₂的濃度，說明該溫度下反應正向進行程度小；
（3）由N2O4制取N2O5需要是去電子，所以N2O5在陽極區(qū)生成．

解答：解：Ⅰ（1）反應物的起始濃度分別為：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，達到平衡后，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）該反應正反應是吸熱反應，升高溫度平衡向正反應移動，M的轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大；
（3）平衡時則△c（M）=1mol?L^-1×60%=0.6mol/L，則：
              M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
開始（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
反應物的起始濃度分別為：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；達到平衡后，c（P）=2mol?L^-1，則：
               M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
開始（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)簡式是，故答案為：；
（2）①恒溫恒容下，通入氮氣，反應混合物個組分的濃度不變，平衡不移動，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1000s時測得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則此時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1000s時測得NO₂的濃度，說明該溫度下反應正向進行程度小，故溫度T₂＜T₁，
故答案為：＜；
（3）從電解原理來看，N₂O₄制備N₂O₅為氧化反應，則N₂O₅應在陽極區(qū)生成，反應式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，
故答案為：陽極，N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

點評：本題為拼合型，涉及化學反應速率計算、化學平衡移動與計算、平衡常數(shù)的計算與運用、電解原理等知識點，題量大，計算量較大，是對學生心理素質(zhì)的考驗，題目難度較高，注意掌握平衡常數(shù)在化學平衡計算的運用．