Question

已知可逆反应：M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；△H＞0，请回答下列问题：
Ⅰ（1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为

25%

．
（2）若反应温度升高，M的转化率

增大

 （填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；达到平衡后，c（P）=2mol?L^-1，a=

6

．
（4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c（M）=c（N）=bmol?L^-1，达到平衡后，M的转化率为

41.4%

．
ⅡN₂O₂-是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．
（1）N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是

．
（2）2N₂O₅（g）→4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
①反应达平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将

不变

（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
e（N2O5）/mol?L-1	5.00	3.52	2.48

则500s内N₂O₅的分解速率为

0.00296 mol?L^-1?s^-1

．
③在T₃温度下，反应1 000s时测得NO₂的浓度为4.98mol?L^-1，则T₂

＜

T₁．
（3）如图所示装置可用于制备N₂O₅，则N₂O₅在电解池的

阳极

区生成，其电极反应式为

N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）根据M的转化率计算△c（M），利用浓度变化量之比等于物质的量之比计算△c（N），N的转化率=

△c(N)

N的起始浓度

×100%；
（2）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，M的转化率增大；
（3）根据（1）中数据计算平衡常数，根据平衡时P的浓度，利用浓度变化量之比等于物质的量之比计算△c（N），利于三段式表示出平衡时各组分的浓度，代入平衡常数列方程，计算a的值；
（4）设M的转化率为x，则M的浓度变化量为bxmol/L，利于三段式表示出平衡时各组分的浓度，代入平衡常数列方程计算x的值；
Ⅱ（1）硝基苯的结构简式是；
（2）①恒温恒容下，通入氮气，反应混合物个组分的浓度不变，平衡不移动；
②由图可知，500s内N₂O₅的浓度变化量为5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，根据v=

△c

△t

计算N₂O₅的分解速率；
③由表中数据可知，在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol?L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-

1

2

×4.98mol?L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度，说明该温度下反应正向进行程度小；
（3）由N2O4制取N2O5需要是去电子，所以N2O5在阳极区生成．

解答：解：Ⅰ（1）反应物的起始浓度分别为：c（M）=1mol?L^-1，c（N）=2.4mol?L^-1，达到平衡后，M的转化率为60%，则△c（M）=1mol?L^-1×60%=0.6mol/L，浓度变化量之比等于物质的量之比，所以△c（N）=△c（M）=0.6mol/L，N的转化率为

0.6mol/L

2.4mol/L

×100%=25%，故答案为：25%；
（2）该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，M的转化率增大，故答案为：增大；
（3）平衡时则△c（M）=1mol?L^-1×60%=0.6mol/L，则：
              M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
开始（mol/L）：1     2.4      0     0
变化（mol/L）：0.6   0.6      0.6   0.6
平衡（mol/L）：0.4   1.8      0.6   0.6
故该温度下平衡常数k=

0.6×0.6

0.4×1.8

=0.5
反应物的起始浓度分别为：c（M）=4mol?L^-1，c（N）=amol?L^-1；达到平衡后，c（P）=2mol?L^-1，则：
               M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
开始（mol/L）：4       a       0     0
变化（mol/L）：2       2       2     2
平衡（mol/L）：2       a-2     2     2
所以

2×2

2×(a-2)

=0.5，解得：a=6，
故答案为：6；
（4）反应物的起始浓度为：c（M）=c（N）=bmol?L^-1，设M的转化率为x，则M的浓度变化量为bxmol/L，则：
              M（g）+N（g）?P（g）+Q（g）；
开始（mol/L）：b     b      0      0
变化（mol/L）：bx    bx     bx     bx  
平衡（mol/L）：b-bx  b-bx   bx     bx
所以

bx×bx

(b-bx)×(b-bx)

=0.5，解得x=41.4%，
故答案为：41.4%；
Ⅱ（1）硝基苯的结构简式是，故答案为：；
（2）①恒温恒容下，通入氮气，反应混合物个组分的浓度不变，平衡不移动，N₂O₅的转化率不变，故答案为：不变；
②由图可知，500s内N₂O₅的浓度变化量为5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率为

1.48mol/L

500s

=0.00296 mol?L^-1?s^-1，故答案为：0.00296 mol?L^-1?s^-1；
③由表中数据可知，在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol?L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-

1

2

×4.98mol?L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度，说明该温度下反应正向进行程度小，故温度T₂＜T₁，
故答案为：＜；
（3）从电解原理来看，N₂O₄制备N₂O₅为氧化反应，则N₂O₅应在阳极区生成，反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，
故答案为：阳极，N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

点评：本题为拼合型，涉及化学反应速率计算、化学平衡移动与计算、平衡常数的计算与运用、电解原理等知识点，题量大，计算量较大，是对学生心理素质的考验，题目难度较高，注意掌握平衡常数在化学平衡计算的运用．