Question

新型綠色硝化劑N₂0₅較傳統硝化劑具有反應熱效應小、溫度容易控制、產物分離簡單等優點，因而得到廣泛的應用．
（1）實驗室中可以通過臭氧化法制取N₂0₅，反應方程式為N₂0₄（g）+0₃（g）?N₂0₅（s）+0₂（g），請回答下列問題：
①上述反應的平衡常數表達式為

 

②若該反應在一定條件下能自發進行，則該反應的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）
③下列選項能說明該反應已達平衡狀態的是

 

（反應是在恒容的密閉容器中進行的）
A．容器中混合氣體的壓強保持不變
B．混合氣體的密度保持不變
C．混合器中c（0₃）=c（0₂）   
D．v（0₂）=v（N₂0₄）
（2）N₂0₅很不穩定，無論是純品還是溶于HN0₃、有機溶劑（如鹵代烷烴）等溶劑中都極易分解產生紅棕色氣體：2N₂0₅ （g）?4N0₂ （g）+O₂ （g）△H=akJ．mol^-1
①已知：N₂O₅（g）+NO（g）?3N0₂（g）△H=bkJ．mol^-1
2N0（g）+O₂（g）?2N0₂（g）△H=ckJ．mol^-1
則a與b、c之間的關系式：a=

 

．
②在恒容密閉容器中，通過實驗測定溫度對N₂O₅純品即氣相分解反應的影響，結果如圖所示：
由圖分析溫度對N₂O₅分解的影響

 

；
③20℃時，在恒容容器中的部分實驗數據為：

t/s	0	500	1000	1500
c（N2O5）/mol．L-1	4.00	3.52	2.00	2.00

下列說法不正確的是

 

A.20℃時的平衡轉化率為5O%
B.500s內N₂O₅分解速率為7.04×10^-3mol．L^-1．S^-1
C．反應達到平衡后，若再通入一定量氮氣，則N₂O₅的轉化率將減少
D．平衡前后容器中氣體的壓強比為4：7（不考慮NO₂與N₂O₄的相互轉化）

Answer 1

考點：化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素,等效平衡,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）①依據平衡常數（平衡常數為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積）定義解答；
②依據反應特點（該反應為熵減的反應，熵減不能自發進行，故只能是放熱反應）判斷；
③依據平衡判斷依據（正反應速率=逆反應速率或者容器內各種物質的濃度、百分含量等均不變）回答；
（2）①依據蓋斯定律（反應熱與反應的過程無關，只與反應的起點和終點有關）回答；
②依據平衡影響因素（溫度、壓強等）回答；
③依據化學平衡計算（轉化率=

轉化的

初始的

、v=

△c

△t

）選擇即可．

解答： 解：（1）①平衡常數為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，N₂0₄（g）+0₃（g）?N₂0₅（s）+0₂（g），N₂0₅為固體，故此反應的平衡常數為：K=

c(O2)

c(N2O4)?c(O3)

，故答案為：

c(O2)

c(N2O4)?c(O3)

；
②該反應在一定條件下能自發進行，故反應為放熱反應，即△H＜0，故答案為：＜；
③達到平衡的標志是各種物質的濃度不再改變，或者正反應速率=逆反應速率，
A、因為此反應的特點為氣體體積前后改變，故A正確；
B、該反應中，有固體產生，故密度不變，達到平衡，故B正確；
C、濃度是否相等，與起始量和轉化率有關，不能確定是否平衡，故C錯誤；
D、由于此反應N₂0₄（g）+0₃（g）?N₂0₅（s）+0₂中，各種物質的化學計量數均為1，故利用各種物質表示的速率相等，故D錯誤，
故選AB；
（2）①2N₂0₅ （g）?4N0₂ （g）+O₂ （g）△H=akJ．mol^-1，反應=2[N₂O₅（g）+NO（g）?3N0₂（g）△H=bkJ．mol^-1]-[2N0（g）+O₂（g）?2N0₂（g）]，故a=2b-c，故答案為：2b-c；
②據圖可以得出溫度越高，分解的速度越快，分解的程度越大，故答案為：溫度越高，分解的速度越快，分解的程度越大；
③依據表格得出1000s后，c（N₂O₅）不再改變，即達到了平衡狀態，
A、平衡轉化率為：

2.00mol/L

4.00mol/L

×100%=50%，故A正確；
B、500s內N₂O₅分解速率為

4.00-3.52

500

=9.6×10^-5，故B錯誤；
C、反應達到平衡后，若再通入一定量氮氣，將會提高另外一種反應物的轉化率，故N₂O₅的轉化率將增大，故C錯誤；
D、反應前后壓強比為4：7，故正確，
故選BC．

點評：本題主要考查的是化學平衡的有關計算，難度較大，綜合性較強．