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）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(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___________(設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

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

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

③為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉(zhuǎn)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】c(N2O) c2(H2O) 4NA 2.3510-3mol·L-1·s-1 1.8710-3mol·L-1·s-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(chǎn)物等其他合理答案）

【解析】

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

(2)①根據(jù)轉(zhuǎn)化率計算濃度的變化，結(jié)合v=計算反應速率，結(jié)合濃度對反應速率的影響分析；

②360s時，轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生改變，可說明達到平衡狀態(tài)，以此可計算平衡常數(shù)；

③為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉(zhuǎn)化率，可使平衡向正向移動，除溫度外，還可增加另一種反應物濃度或減小生成物的濃度(或移去產(chǎn)物)。

(1)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(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA；

(2)①在60~90s內(nèi)的平均反應速率v==2.3510-3 mol·L-1·s-1，在90~120s內(nèi)的平均反應速率v==1.8710-3mol·L-1·s-1，由此可得出的結(jié)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(zhuǎn)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(nèi)兩種產(chǎn)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(jù)可逆反應的特點可知增加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。