Question

16．物質(zhì)（t-BuNO）₂在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）．
（1）當(dāng)（t-BuNO）₂的起始濃度（c₀）為0.50mol•L^-1時，實驗測得20℃時的平衡轉(zhuǎn)化率（α）是65%．列式計算20℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.41．
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉(zhuǎn)化率減小（填“增大”、“不變”或“減小”）．
已知20℃時該反應(yīng)在CCl₄溶劑中的平衡常數(shù)為1.9，若將反應(yīng)溶劑正庚烷改成CCl₄，并保持（t-BuNO）₂起始濃度相同，則它在CCl₄溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率小于（填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率．
（3）實驗測得該反應(yīng)的△H=50.5kJ•mol^-1，活化能E_a=90.4kJ•mol^-1．下列能量關(guān)系圖合理的是D．

（4）該反應(yīng)的△S＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．在較高（填“較高”或“較低”）溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進行．
（5）隨著該反應(yīng)的進行，溶液的顏色不斷變化，分析溶液顏色與反應(yīng)物（或生成物）濃度的關(guān)系（即比色分析），可以確定該化學(xué)反應(yīng)的速率．用于比色分析的儀器是C．
A．pH計B．元素分析儀 C．分光光度計  D．原子吸收光譜儀
（6）通過比色分析得到30℃時（t-BuNO）₂濃度隨時間的變化關(guān)系如圖所示，請在同一圖中繪出t-BuNO濃度隨時間的變化曲線．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)（t-BuNO）₂的起始濃度c₀為0.50mol•L^-1時，實驗測得20℃時的平衡轉(zhuǎn)化率a是65%，則其濃度變化量為0.5mol/L×65%=0.325mol/L，則：
            （t-BuNO）₂?2（t-BuNO）
起始量（mol/L）：0.5          0
變化量（mol/L）：0.325        0.65
平衡量（mol/L）：0.175        0.65
代入平衡常數(shù)k=$\frac{c{\;}^{2[}（t-BuNO）]}{c[（t-BuNO）{\;}_{2}]}$計算；
（2）平衡常數(shù)K=$\frac{（2c{\;}_{0}α）{\;}^{2}}{c{\;}_{0}（1-α）}$，溫度不變，則K不變，則增大（t-BuNO）₂的起始濃度為保證K不變，則轉(zhuǎn)化率a應(yīng)減小，結(jié)合平衡常數(shù)相對大小判斷在CCl₄溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率與在正庚烷溶液中的平衡轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系；
（3）由實驗測得該反應(yīng)的△H=+50.5 kJ•mol^-1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，活化能E_a=90.4 kJ•mol^-1，活化分子總能量比反應(yīng)物總能量高90.4 kJ•mol^-1，則E_a-△H=39.9 kJ•mol^-1＜50.5kJ•mol^-1；
（4）由反應(yīng)可知，1mol反應(yīng)物參加反應(yīng)時生成2mol生成物，則△S＞0，再由△H-T△S＜0有利于該反應(yīng)自發(fā)進行判斷溫度；
（5）由利用溶液顏色與反應(yīng)物（或生成物）濃度的關(guān)系，可以確定該化學(xué)反應(yīng)的速率，給出的儀器中只有分光光度計可進行比色分析；
（6）由30℃時濃度隨時間的變化關(guān)系圖，找出不同時間（t-BuNO）₂的濃度，再計算t-BuNO濃度，描點連線即得t-BuNO濃度隨時間的變化曲線．

解答 解：（1）當(dāng)（t-BuNO）₂的起始濃度c₀為0.50mol•L^-1時，實驗測得20℃時的平衡轉(zhuǎn)化率a是65%，則其濃度變化量為0.5mol/L×65%=0.325mol/L，則：
            （t-BuNO）₂?2（t-BuNO）
起始量（mol/L）：0.5         0
變化量（mol/L）：0.325       0.65
平衡量（mol/L）：0.175       0.65
平衡常數(shù)K=$\frac{c{\;}^{2[}（t-BuNO）]}{c[（t-BuNO）{\;}_{2}]}$=$\frac{0.65{\;}^{2}}{0.175}$=2.41，
故答案為：2.41；
（2）平衡常數(shù)K=$\frac{（2c{\;}_{0}α）{\;}^{2}}{c{\;}_{0}（1-α）}$，溫度不變，則K不變，則增大（t-BuNO）₂的起始濃度為保證K不變，則轉(zhuǎn)化率a應(yīng)減��；
20℃時該反應(yīng)在CCl₄溶劑中的平衡常數(shù)為1.9＜2.4，保持（t-BuNO）₂起始濃度相同時，由K=$\frac{（2c{\;}_{0}α）{\;}^{2}}{c{\;}_{0}（1-α）}$，則轉(zhuǎn)化率a應(yīng)小于其在正庚烷溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率，
故答案為：減��；小于；
（3）由實驗測得該反應(yīng)的△H=+50.5 kJ•mol^-1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，活化能E_a=90.4 kJ•mol^-1，活化分子總能量比反應(yīng)物總能量高90.4 kJ•mol^-1，則E_a-△H=39.9 kJ•mol^-1＜50.5kJ•mol^-1，圖象中D符合，
故選：D；
（4）由反應(yīng)可知，1mol反應(yīng)物參加反應(yīng)時生成2mol生成物，則△S＞0，再由△H-T△S＜0有利于該反應(yīng)自發(fā)進行，而△H＞0，則在較高溫度下該反應(yīng)能自發(fā)進行，
故答案為：＞；較高；
（5）由利用溶液顏色與反應(yīng)物（或生成物）濃度的關(guān)系，可以確定該化學(xué)反應(yīng)的速率，給出的儀器中只有分光光度計可進行比色分析，
故答案為：C；
（6）根據(jù)30℃時濃度隨時間的變化關(guān)系圖，找出不同時間（t-BuNO）₂的濃度，再計算BuNO濃度，描點連線即得t-BuNO濃度隨時間的變化曲線，如0min時，（t-BuNO）₂的濃度0.05mol/L，t-BuNO濃度為0；0.5min時，（t-BuNO）₂的濃度0.04mol/L，t-BuNO濃度為0.02mol/L；依次計算描點連線，，
故答案為：．

點評 本題考查學(xué)生利用化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡的三段法計算來分析解答，考查知識點較集中，注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識和技能的考查，并訓(xùn)練學(xué)生分析圖象、畫圖象的能力，題目難度較大．