已知可逆反应:M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);△H>0,请回答下列问题:

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  • 解题思路:Ⅰ(1)根据M的转化率计算△c(M),利用浓度变化量之比等于物质的量之比计算△c(N),N的转化率=

    △c(N)

    N的起始浓度

    ×100%;

    (2)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应移动,M的转化率增大;

    (3)根据(1)中数据计算平衡常数,根据平衡时P的浓度,利用浓度变化量之比等于物质的量之比计算△c(N),利于三段式表示出平衡时各组分的浓度,代入平衡常数列方程,计算a的值;

    (4)设M的转化率为x,则M的浓度变化量为bxmol/L,利于三段式表示出平衡时各组分的浓度,代入平衡常数列方程计算x的值;

    Ⅱ(1)硝基苯的结构简式是

    (2)①恒温恒容下,通入氮气,反应混合物个组分的浓度不变,平衡不移动;

    ②由图可知,500s内N2O5的浓度变化量为5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L,根据v=[△c/△t]计算N2O5的分解速率;

    ③由表中数据可知,在T2温度下,反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol•L-1,则此时N2O5的浓度为5mol/L-[1/2]×4.98mol•L-1=2.51mol/L,高于在T1温度下,反应1000s时测得NO2的浓度,说明该温度下反应正向进行程度小;

    (3)由N2O4制取N2O5需要是去电子,所以N2O5在阳极区生成.

    Ⅰ(1)反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol•L-1,c(N)=2.4mol•L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,则△c(M)=1mol•L-1×60%=0.6mol/L,浓度变化量之比等于物质的量之比,所以△c(N)=△c(M)=0.6mol/L,N的转化率为[0.6mol/L/2.4mol/L]×100%=25%,故答案为:25%;

    (2)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应移动,M的转化率增大,故答案为:增大;

    (3)平衡时则△c(M)=1mol•L-1×60%=0.6mol/L,则:

    M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);

    开始(mol/L):1 2.4 0 0

    变化(mol/L):0.6 0.6 0.6 0.6

    平衡(mol/L):0.4 1.8 0.6 0.6

    故该温度下平衡常数k=[0.6×0.6/0.4×1.8]=0.5

    反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol•L-1,c(N)=amol•L-1;达到平衡后,c(P)=2mol•L-1,则:

    M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);

    开始(mol/L):4 a 0 0

    变化(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,

    故答案为:6;

    (4)反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=bmol•L-1,设M的转化率为x,则M的浓度变化量为bxmol/L,则:

    M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);

    开始(mol/L):b b 0 0

    变化(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%,

    故答案为:41.4%;

    Ⅱ(1)硝基苯的结构简式是

    ,故答案为:

    (2)①恒温恒容下,通入氮气,反应混合物个组分的浓度不变,平衡不移动,N2O5的转化率不变,故答案为:不变;

    ②由图可知,500s内N2O5的浓度变化量为5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L,故N2O5的分解速率为

    1.48mol/L/500s]=0.00296 mol•L-1•s-1,故答案为:0.00296 mol•L-1•s-1

    ③由表中数据可知,在T2温度下,反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol•L-1,则此时N2O5的浓度为5mol/L-[1/2]×4.98mol•L-1=2.51mol/L,高于在T1温度下,反应1000s时测得NO2的浓度,说明该温度下反应正向进行程度小,故温度T2<T1

    故答案为:<;

    (3)从电解原理来看,N2O4制备N2O5为氧化反应,则N2O5应在阳极区生成,反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+

    故答案为:阳极,N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+

    点评:

    本题考点: 化学平衡的计算;化学平衡的影响因素;电解原理.

    考点点评: 本题为拼合型,涉及化学反应速率计算、化学平衡移动与计算、平衡常数的计算与运用、电解原理等知识点,题量大,计算量较大,是对学生心理素质的考验,题目难度较高,注意掌握平衡常数在化学平衡计算的运用.