Question

【題目】含氮化合物在化學工業(yè)中有著重要的應用，回答下列問題：

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

(2)一定條件下，硝酸銨加熱分解得到的產物只有N2O和H2O。250℃時，硝酸銨在密閉容器中分解達到平衡，該分解反應的平衡常數(shù)表達式為K=___________；若有1mol硝酸銨完全分解，則轉移電子的數(shù)目為___________(設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：O2NC6H4COOC2H5+OH－O2NC6H4COO－+C2H5OH。兩種反應物的初始濃度均為0.80mol·L－1，T℃時測得O2NC6H4COOC2H5的轉化率α隨時間變化的數(shù)據如表所示。

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該反應在60~90s與90~120s內的平均反應速率分別約為___________，___________；比較兩者大小可得出的結論是______________________。

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

③為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉化率，除可適當控制反應溫度外，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 隨著反應的進行，反應物濃度減小，反應速率減慢 6.0（或5.99） 增大OH-的濃度（或移去產物等其他合理答案）

【解析】

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

（2）依據所給的反應物和產物，結合元素守恒書寫方程式即可，依據反應書寫平衡常數(shù)表達式，依據氧化還原反應得失電子守恒計算轉移電子數(shù)；

（3）①反應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化率的乘積，再利用求反應速率的計算公式可求出兩個時間段內的平均反應速率分別為2.3510-3molL-1s-1，1.8710-3molL-1s-1，由此可得出的結論是隨著反應的進行，反應物濃度減小導致反應速率降低。

②反應時間達到360 s時，硝基苯甲酸乙酯的轉化率不再隨時間的變化而發(fā)生變化，即反應在360s時達到平衡。此時體系內兩種產物濃度為0.80 mol/L×71%，反應物濃度為0.80mol/L×29%，由此可求出該反應的平衡常數(shù)。

③根據可逆反應的特點可知增加OH－的濃度、及時地移去產物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的轉化率。

(1) 由圖可知，此反應反應物總能量高于生成物，且△H=（209-348）kJmol-1=-139kJmol-1，則熱化學方程式為：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，達到平衡，說明為可逆反應，化學反應方程式為：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，反應后N元素的化合價為+1價，發(fā)生歸中反應，N元素由-3價升高為+1價，此反應中每分解1mol硝酸銨，轉移電子數(shù)為4NA，
因此，本題正確答案是：c(N2O)c2（H2O）；4NA；

(3) ①在60~90s內的平均反應速率==2.3510-3molL-1s-1，

在90~120s內的平均反應速率==1.8710-3molL-1s-1，

由此可得出的結論是隨著反應的進行，反應物濃度減小導致反應速率降低。

②反應時間達到360s時，硝基苯甲酸乙酯的轉化率不再隨時間的變化而發(fā)生變化，即反應在360s時達到平衡。此時體系內兩種產物濃度為0.80 mol/L×71%，反應物濃度為0.80mol/L×29%，平衡常數(shù)K==6.0，

③根據可逆反應的特點可知增加OH－的濃度、及時地移去產物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的轉化率。

因此，本題正確答案是：2.3510-3molL-1s-1；1.8710-3molL-1s-1；隨著反應的進行，反應物濃度減小，反應速率減慢；6.0；增大OH-的濃度（或移去產物）。