Question

16．N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質和制備受到人們的關注．
（1）N₂O₅與苯發生硝化反應生成的硝基苯的結構簡式是．
（2）一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發生下列反應：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
①反應達到平衡后，若再通入一定量氮氣，則N₂O₅的轉化率將不變（填“增大”、“減小”、“不變”）．
②下表為反應在T₁溫度下的部分實驗數據：

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

則500s內N₂O₅的分解速率為0.00296 mol•L^-1•s^-1．
③在T₂溫度下，反應1000s時測得NO₂的濃度為4.98mol•L^-1，則T₂＜T₁．（填＞、＜或=）
（3）如圖所示裝置可用于制備N₂O₅，則N₂O₅在電解池的陽極區生成，其電極反應式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）苯中1個氫原子被-NO₂取代生成硝基苯；
（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N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，根據v=$\frac{△c}{△t}$計算N₂O₅的分解速率；
③由表中數據可知，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-$\frac{1}{2}$×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需要失去電子，所以N₂O₅在陽極區生成．

解答 解：（1）N₂O₅與苯發生硝化反應，苯中1個氫原子被-NO₂取代生成硝基苯，所以硝基苯的結構簡式是，
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的轉化率不變，
故答案為：不變；
②由圖可知，500s內N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率為$\frac{1.48mol/L}{500s}$=0.00296 mol•L^-1•s^-1；
故答案為：0.00296 mol•L^-1•s^-1；
③由表中數據可知，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-$\frac{1}{2}$×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 本題以N₂O₅為載體綜合考查學生的知識應用能力，涉及化學反應速率計算、化學平衡移動、電解原理等知識點，題目難度中等，注意掌握電解原理的運用，為高頻考點．