Question

氮有多种氧化物，其中N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备收到人们的关注。

（1）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：2N₂O₅(g) 4NO₂(g)＋O₂(g) ；⊿H＞0

①反应达到平衡后，若再通入一定量氩气，则N₂O₅的转化率将___（填“增大”、“减小”、“不变”）。

②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

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

则500s内N₂O₅的分解速率为______________。

③一定温度下，在2L恒容密闭容器中加入2mol N₂O₅，达到平衡时，气体的压强为原来的，(不考虑NO₂聚合成N₂O₄)，则N₂O₅的转化率a₁＝      ，该温度下反应的平衡常数K＝_______。

（2）如图所示装置可用于制备N₂O₅，则N₂O₅在电解池的__________区生成，其电极反应式为_________________________________。

（3）如图：V(NO):V(O₂)＝3:1。当抽去NO和O₂之间的隔板后，NO和O₂反应后成NO₂，部分NO₂聚合成N₂O₄（N₂O₄此时为气态）。当体系达到平衡后，U形毛细管两端汞面高度差由反应前10cm变为7.1cm。假设温度不变，且隔板及U形毛细管的体积都忽略不计，此时混合气体的平均相对分子质量为__________。

 

Answer 1

【答案】

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

（3）42.9

【解析】

试题分析：（1）①一定温度下，在恒容密闭容器中，反应达到平衡后，若再通入一定量氩气，反应混合气的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，则N₂O₅的转化率不变；②根据v=△c/△t,将题给数据代入计算，500s内N₂O₅的分解速率为0.00296mol· L^-1· s^-1；③等温等容的条件下，压强之比等于气体的物质的量之比，根据三行式进行计算，设转化的O2的浓度为x

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

起始浓度（mol/L） 1            0       0

转化浓度（mol/L） 2x           4x      x

平衡浓度（mol/L）(1-2x)         4x      x

依题意得，（1+3x）/1=3/2，   x=1/6；N₂O₅的转化率a₁＝1/3；将题给数据代入平衡常数表达式

K=c(O₂) c⁴(NO₂)/ c²(N₂O₅)计算得K=2/27；

（2）根据题给装置可知，是利用N₂O₄来制备N₂O₅，氮元素的化合价由+4价升高到+5价，发生氧化反应，则N₂O₅在电解池的阳极区生成，其电极反应式为：N₂O₄ - 2e^- + 2HNO₃= 2N₂O₅ + 2H⁺；

（3）设反应前NO为3mol，O₂为1mol，混合气的总物质的量为4mol，总质量为122g， 根据阿伏伽德罗定律知，等温等容的条件，压强之比等于气体的物质的量之比，结合题给信息，n_平/n_始=7.1/10；

n_平=2.84mol，M_平=122g/2.84mol=42.9g/mol，相对分子质量为42.9.

考点：考查化学反应速率与化学平衡的计算、电解原理及阿伏伽德罗定律。