Question

【题目】N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。已知N2O5能与水发生反应，并放出大量的热。

Ⅰ.一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH。

（1）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NO2的生成速率为______________。

（2）反应达到平衡后，若再通入一定量N2O5，达到新平衡时，N2O5的转化率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）。

（3）在温度T1和T2时，N2O5的浓度与反应时间的关系如图所示。据此判断：T1______T2（填“>”、“<”或“=”，下同），ΔH______0。

Ⅱ.下图所示装置，可用于制备N2O5气体。A是电源的____________（填“负极”或“正极”），电解池的阳极反应式为______________________________________________________。

Answer 1

【答案】0.00592mol·L－1·s－1 减小 ＜ ＞ 正极 N2O4+2HNO3-2e－=2N2O5+2H+

【解析】

Ⅰ.（1）根据实验数据，结合化学反应速率的定义式及计算方法求解；

（2）再加入N2O5，相当于加压，结合压强对平衡的影响效果分析；

（3）结合图像，依据 “先拐先平数值大”的规律分析作答；

Ⅱ.阳极发生失电子的氧化反应，N2O4转化为N2O5，化合价升高，据此判断电源的正负极；再依据电解池原理书写电极反应式。

Ⅰ.（1）参加反应的各物质表示的化学反应时速率之比等于化学计量数之比，则500s内NO2的生成速率=0.00592 mol·L－1·s－1；

（2）平衡后再加入一定量的N2O5，增大了体系的压强，会使反应2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)的平衡向逆反应方向移动，则N2O5的转化率减小；

（3）从图像中可以看出，反应在T2温度下先达到平衡，则说明在T2温度下反应速率更快，即T1＜T2；温度升高，N2O5的浓度降低，则说明升高温度，平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，ΔH＞0，故答案为：＜；＞；

Ⅱ.制备N2O5气体的电解池装置中，左侧N2O4转化为N2O5，化合价升高，失电子发生氧化反应，则左侧惰性电极为阳极，连接电源的正极，其电极反应式为：N2O4+2HNO3-2e－=2N2O5+2H+，故答案为：正极；N2O4+2HNO3-2e－=2N2O5+2H+。