Question

【題目】含氮化合物在化學(xué)工業(yè)中有著重要的應(yīng)用，回答下列問題：

(1)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化(表示生成1molN2的能量變化)如圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________。

(2)一定條件下，硝酸銨加熱分解得到的產(chǎn)物只有N2O和H2O。250℃時，硝酸銨在密閉容器中分解達(dá)到平衡，該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___________；若有1mol硝酸銨完全分解，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___________(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

(3)硝基苯甲酸乙酯在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)：O2NC6H4COOC2H5+OH－O2NC6H4COO－+C2H5OH。兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.80mol·L－1，T℃時測得O2NC6H4COOC2H5的轉(zhuǎn)化率α隨時間變化的數(shù)據(jù)如表所示。

t/s	0	60	90	120	160	260	300	360	400
a/%	0	33.0	41.8	48.8	58.0	69.0	70.4	71.0	71.0

①該反應(yīng)在60~90s與90~120s內(nèi)的平均反應(yīng)速率分別約為___________，___________；比較兩者大小可得出的結(jié)論是______________________。

②計算T℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________________。

③為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉(zhuǎn)化率，除可適當(dāng)控制反應(yīng)溫度外，還可以采取的措施為______________________(寫出一條即可)。

Answer 1

【答案】N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ/mol c(N2O)c2（H2O） 4NA 2.3510-3molL-1s-1 1.8710-3molL-1s-1 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢 6.0（或5.99） 增大OH-的濃度（或移去產(chǎn)物等其他合理答案）

【解析】

（1）由圖可知，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)=（209-348）kJmol-1；

（2）依據(jù)所給的反應(yīng)物和產(chǎn)物，結(jié)合元素守恒書寫方程式即可，依據(jù)反應(yīng)書寫平衡常數(shù)表達(dá)式，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)；

（3）①反應(yīng)過程中硝基苯甲酸乙酯濃度的變化量等于其起始濃度與轉(zhuǎn)化率的乘積，再利用求反應(yīng)速率的計算公式可求出兩個時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率分別為2.3510-3molL-1s-1，1.8710-3molL-1s-1，由此可得出的結(jié)論是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低。

②反應(yīng)時間達(dá)到360 s時，硝基苯甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化率不再隨時間的變化而發(fā)生變化，即反應(yīng)在360s時達(dá)到平衡。此時體系內(nèi)兩種產(chǎn)物濃度為0.80 mol/L×71%，反應(yīng)物濃度為0.80mol/L×29%，由此可求出該反應(yīng)的平衡常數(shù)。

③根據(jù)可逆反應(yīng)的特點可知增加OH－的濃度、及時地移去產(chǎn)物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化率。

(1) 由圖可知，此反應(yīng)反應(yīng)物總能量高于生成物，且△H=（209-348）kJmol-1=-139kJmol-1，則熱化學(xué)方程式為：N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ/mol，

因此，本題正確答案是：N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ/mol；

(2)硝酸銨分解生成N2O和H2O，達(dá)到平衡，說明為可逆反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為：NH4NO3（s）N2O(g)+2H2O(g)，250℃時，水為氣體狀態(tài)，故平衡常數(shù)K=c（N2O）×c2（H2O），NH4NO3中NH4+的N元素化合價為-3價，NO3-中的N元素的化合價為+5價，反應(yīng)后N元素的化合價為+1價，發(fā)生歸中反應(yīng)，N元素由-3價升高為+1價，此反應(yīng)中每分解1mol硝酸銨，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA，
因此，本題正確答案是：c(N2O)c2（H2O）；4NA；

(3) ①在60~90s內(nèi)的平均反應(yīng)速率==2.3510-3molL-1s-1，

在90~120s內(nèi)的平均反應(yīng)速率==1.8710-3molL-1s-1，

由此可得出的結(jié)論是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低。

②反應(yīng)時間達(dá)到360s時，硝基苯甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化率不再隨時間的變化而發(fā)生變化，即反應(yīng)在360s時達(dá)到平衡。此時體系內(nèi)兩種產(chǎn)物濃度為0.80 mol/L×71%，反應(yīng)物濃度為0.80mol/L×29%，平衡常數(shù)K==6.0，

③根據(jù)可逆反應(yīng)的特點可知增加OH－的濃度、及時地移去產(chǎn)物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化率。

因此，本題正確答案是：2.3510-3molL-1s-1；1.8710-3molL-1s-1；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢；6.0；增大OH-的濃度（或移去產(chǎn)物）。