Question

氮有多種氧化物，其中N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質和制備收到人們的關注。

（1）一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應：2N₂O₅(g) 4NO₂(g)＋O₂(g) ；⊿H＞0

①反應達到平衡后，若再通入一定量氬氣，則N₂O₅的轉化率將___（填“增大”、“減小”、“不變”）。

②下表為反應在T₁溫度下的部分實驗數據：

t/s	0	500	1000
c(N2O5)/mol·L—1	5.00	3.52	2.48

則500s內N₂O₅的分解速率為______________。

③一定溫度下，在2L恒容密閉容器中加入2mol N₂O₅，達到平衡時，氣體的壓強為原來的，(不考慮NO₂聚合成N₂O₄)，則N₂O₅的轉化率a₁＝      ，該溫度下反應的平衡常數K＝_______。

（2）如圖所示裝置可用于制備N₂O₅，則N₂O₅在電解池的__________區(qū)生成，其電極反應式為_________________________________。

（3）如圖：V(NO):V(O₂)＝3:1。當抽去NO和O₂之間的隔板后，NO和O₂反應后成NO₂，部分NO₂聚合成N₂O₄（N₂O₄此時為氣態(tài)）。當體系達到平衡后，U形毛細管兩端汞面高度差由反應前10cm變?yōu)?.1cm。假設溫度不變，且隔板及U形毛細管的體積都忽略不計，此時混合氣體的平均相對分子質量為__________。

 

Answer 1

【答案】

（1）①不變；②0.00296 mol· L^-1· s^-1；③1/3；2/27；（2）陽極；N₂O₄ - 2e^- + 2HNO₃= 2N₂O₅ + 2H⁺；

（3）42.9

【解析】

試題分析：（1）①一定溫度下，在恒容密閉容器中，反應達到平衡后，若再通入一定量氬氣，反應混合氣的濃度不變，反應速率不變，平衡不移動，則N₂O₅的轉化率不變；②根據v=△c/△t,將題給數據代入計算，500s內N₂O₅的分解速率為0.00296mol· L^-1· s^-1；③等溫等容的條件下，壓強之比等于氣體的物質的量之比，根據三行式進行計算，設轉化的O2的濃度為x

                2N₂O₅(g) 4NO₂(g)＋O₂(g)

起始濃度（mol/L） 1            0       0

轉化濃度（mol/L） 2x           4x      x

平衡濃度（mol/L）(1-2x)         4x      x

依題意得，（1+3x）/1=3/2，   x=1/6；N₂O₅的轉化率a₁＝1/3；將題給數據代入平衡常數表達式

K=c(O₂) c⁴(NO₂)/ c²(N₂O₅)計算得K=2/27；

（2）根據題給裝置可知，是利用N₂O₄來制備N₂O₅，氮元素的化合價由+4價升高到+5價，發(fā)生氧化反應，則N₂O₅在電解池的陽極區(qū)生成，其電極反應式為：N₂O₄ - 2e^- + 2HNO₃= 2N₂O₅ + 2H⁺；

（3）設反應前NO為3mol，O₂為1mol，混合氣的總物質的量為4mol，總質量為122g， 根據阿伏伽德羅定律知，等溫等容的條件，壓強之比等于氣體的物質的量之比，結合題給信息，n_平/n_始=7.1/10；

n_平=2.84mol，M_平=122g/2.84mol=42.9g/mol，相對分子質量為42.9.

考點：考查化學反應速率與化學平衡的計算、電解原理及阿伏伽德羅定律。