Question

【題目】氮的氧化物（如NO2、NO4、N2O5等）應(yīng)用很廣，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．
（1）從N2O5可通過(guò)電解或臭氧氧化N2O4的方法制備．電解裝置如圖1所示（隔膜用于阻止水分子通過(guò)），其陽(yáng)極反應(yīng)式為 ．

己知：2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H1
NO（g）+O3（g）═NO2（g）+O2（g）△H2
2NO2（g）N2O4（g）△H3
2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）△H4
則反應(yīng)N2O4（g）+O3（g）═N2O5（g）+O2（g）的△H= ．
（2）從N2O5在一定條件下發(fā)生分解：2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）．某溫度下測(cè)得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時(shí)間的變化如下表：

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c（N2O5）/mol/L	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系壓強(qiáng)為P0 ， 第2.00min時(shí)體系壓強(qiáng)為p，則p：p0= ；
1.00～3.00min內(nèi)，O2的平均反應(yīng)速率為 ．
（3）從N2O4與NO2之間存在反應(yīng)N2O42NO2（g）．將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中，測(cè)得其平衡轉(zhuǎn)化率[a（N2O4）]隨溫度變化如圖1所示．
①圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下，已知N2O4的起始?jí)簭?qiáng)p0為108kPa，列式計(jì)算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= （用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）．
②由圖推測(cè)N2O4（g）2NO2（g）是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，說(shuō)明理由 ，若要提高N2O4轉(zhuǎn)化率，除改變反應(yīng)溫度外，其他措施有 （要求寫(xiě)出兩條）．
③對(duì)于反應(yīng)N2O4（g）2NO2（g），在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間存在關(guān)系：v（N2O4）=k1p（N2O4），v（NO2）=k2[p（NO2）]2 ． 其中，kl、k2是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù)．相應(yīng)的速率一壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示：一定溫度下，kl、k2與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系是kl= ，在圖標(biāo)出的點(diǎn)中，指出能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的點(diǎn)并說(shuō)明理由 ．

Answer 1

【答案】
（1）N2O4+2HNO3﹣2e﹣═2N2O5+2H+；△H=△H2﹣ △H1﹣△H3﹣ △H4
（2）1.75；0.090mol?L﹣1?min﹣1
（3）115.2；吸熱反應(yīng)，溫度升高，α（N2O4）增加，說(shuō)明平衡右移；減小體系壓強(qiáng)、移出NO2；；B點(diǎn)與D點(diǎn)，滿足平衡條件υ（NO2）=2υ（N2O4）
【解析】（1）從電解原理來(lái)看，N2O4制備N2O5為氧化反應(yīng)，則N2O5應(yīng)在陽(yáng)極區(qū)生成，反應(yīng)式為N2O4+2HNO3﹣2e﹣═2N2O5+2H+ ，
①2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H1
②NO（g）+O3（g）═NO2（g）+O2（g）△H2
③2NO2（g）N2O4（g）△H3
④2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）△H4
將方程式②﹣ ①﹣③﹣ ④得N2O4（g）+O3（g）═N2O5（g）+O2（g），得N2O4（g）+O3（g）═N2O5（g）+O2（g），則該反應(yīng)△H=△H2﹣ △H1﹣△H3﹣ △H4 ， 所以答案是：N2O4+2HNO3﹣2e﹣═2N2O5+2H+；△H=△H2﹣ △H1﹣△H3﹣ △H4；
2）相同條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比；
2N2O5（g）═4NO2（g）+O2（g）
開(kāi)始（mol/L）1.00 0 0
反應(yīng)（mol/L）0.50 1.00 0.25
2min（mol/L）0.50 1.00 0.25
反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，所以p：p0=（0.50+1.00+0.25）mol：1.00mol=1.75；
v（N2O5）= mol/（L．min）=0.18mol/（L．min），再根據(jù)同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比得氧氣反應(yīng)速率為0.090 molL﹣1min﹣1 ，
所以答案是：1.75；0.090 molL﹣1min﹣1；
3）①四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率是0.4，設(shè)原來(lái)四氧化二的物質(zhì)的量為xmol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.8xmol，則混合氣體的物質(zhì)的量=（x﹣0.4x+0.8x）mol=1.4xmol，相同條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，所以反應(yīng)后壓強(qiáng)= =151.2KPa，四氧化二氮的分壓=151.2KPa× =64.8KPa，二氧化氮的分壓=151.2KPa× =86.4KPa，化學(xué)平衡常數(shù)K= = =115.2，
所以答案是：115.2；
②根據(jù)圖知，升高溫度轉(zhuǎn)化率增大，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，若要提高N2O4轉(zhuǎn)化率，除改變反應(yīng)溫度外，其他措施有減小體系壓強(qiáng)、移出NO2 ，
所以答案是：吸熱反應(yīng)；溫度升高，α（N2O4）增加，說(shuō)明平衡右移；減小體系壓強(qiáng)、移出NO2；
③化學(xué)平衡常數(shù)Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），二者的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，
所以υ（NO2）：υ（N2O4）=k2[p（NO2）]2：k1p（N2O4）=2：1，
化學(xué)平衡常數(shù)Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），
則K1= K2 ． Kp ，
滿足平衡條件υ（NO2）=2υ（N2O4）即為平衡點(diǎn)，BD點(diǎn)的壓強(qiáng)之比等于其反應(yīng)速率之比為1：2，所以BD為平衡點(diǎn)，
所以答案是： K2 ． Kp；B點(diǎn)與D點(diǎn)，滿足平衡條件υ（NO2）=2υ（N2O4）．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解反應(yīng)熱和焓變(在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱)，還要掌握化學(xué)平衡的計(jì)算(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．