题目内容
6．物质（t-BuNO）2在正庚烷溶剂中发生如下反应：（t-BuNO）2?2（t-BuNO）（1）当（t-BuNO）2的起始浓度c0为0.50mol•L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率a是65%．列式计算20℃时上述反应的平衡常数K=2.41．
（2）一定温度下，随着（t-BuNO）2的起始浓度增大，其平衡转化率减小（填“增大”“不变”或“减小”）．已知20℃时该反应在CCl4溶液中的平衡常数为1.9，若将反应溶液正庚烷改成CCl4，并保持（t-BuNO）2起始浓度相同，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于（填“大于”“等于”或“小于”）其在正庚烷溶液中的平衡转化率．
（3）实验测得该反应的△H=50.5kJ．mol-1，活化能Ea=90.4kJ．mol-1．下列能量关系图合理的是D．
（4）该反应的△S＞0（填“＞”“＜”或“=”）．在较高（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（5）随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率．用于比色分析的仪器是C．
A．pH计 B．元素分析仪 C．分光光度计 D．原子吸收光谱仪．
分析 （1）当（t-BuNO）2的起始浓度c0为0.50mol•L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率a是65%，则其浓度变化量为0.5mol/L×65%=0.325mol/L，则：
（t-BuNO）2?2（t-BuNO）
起始量（mol/L）：0.5 0
变化量（mol/L）：0.325 0.65
平衡量（mol/L）：0.175 0.65
代入平衡常数k=$\frac{{c}^{2}[（t-BuNO）]}{c[（t-BuNO）_{2}]}$计算；
（2）平衡常数K=$\frac{（2{c}_{0}α）^{2}}{{c}_{0}（1-α）}$，温度不变，则K不变，则增大（t-BuNO）2的起始浓度为保证K不变，则转化率a应减小，结合平衡常数相对大小判断在CCl4溶剂中的平衡转化率与在正庚烷溶液中的平衡转化率大小关系；
（3）由实验测得该反应的△H=+50.5 kJ•mol-1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，活化能Ea=90.4 kJ•mol-1，活化分子总能量比反应物总能量高90.4 kJ•mol-1，则Ea-△H=39.9 kJ•mol-1＜50.5kJ•mol-1；
（4）由反应可知，1mol反应物参加反应时生成2mol生成物，则△S＞0，再由△H-T△S＜0有利于该反应自发进行判断温度；
（5）由利用溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系，可以确定该化学反应的速率，给出的仪器中只有分光光度计可进行比色分析．
解答 解：（1）当（t-BuNO）2的起始浓度c0为0.50mol•L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率a是65%，则其浓度变化量为0.5mol/L×65%=0.325mol/L，则：
（t-BuNO）2?2（t-BuNO）
起始量（mol/L）：0.5 0
变化量（mol/L）：0.325 0.65
平衡量（mol/L）：0.175 0.65
平衡常数K=$\frac{{c}^{2}[（t-BuNO）]}{c[（t-BuNO）_{2}]}$=$\frac{0.6{5}^{2}}{0.175}$=2.41，故答案为：2.41；
（2）平衡常数K=$\frac{（2{c}_{0}α）^{2}}{{c}_{0}（1-α）}$，温度不变，则K不变，则增大（t-BuNO）2的起始浓度为保证K不变，则转化率a应减小；
20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9＜2.4，保持（t-BuNO）2起始浓度相同时，由K=$\frac{（2{c}_{0}α）^{2}}{{c}_{0}（1-α）}$，则转化率a应小于其在正庚烷溶剂中的平衡转化率，
故答案为：减小；小于；
（3）由实验测得该反应的△H=+50.5 kJ•mol-1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，活化能Ea=90.4 kJ•mol-1，活化分子总能量比反应物总能量高90.4 kJ•mol-1，则Ea-△H=39.9 kJ•mol-1＜50.5kJ•mol-1，图象中D符合，
故选：D；
（4）由反应可知，1mol反应物参加反应时生成2mol生成物，则△S＞0，再由△H-T△S＜0有利于该反应自发进行，而△H＞0，则在较高温度下该反应能自发进行，
故答案为：＞；较高；
（5）由利用溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系，可以确定该化学反应的速率，给出的仪器中只有分光光度计可进行比色分析，故答案为：C．
点评 本题考查化学平衡计算、平衡常数、反应中能量变化等，注重对学生基础知识和技能的考查，难度中等．
同步拓展阅读系列答案| A． | 澄清透明的水溶液中：K+、Ba2+、OH-、MnO4- | |
| B． | pH=13的溶液中：Cl-，HCO3-，NO3-，NH4+ | |
| C． | c（Fe3+）=0.1mol•L-1的溶液中：Na+、SCN-、Cl-、Br- | |
| D． | 强碱性溶液中：ClO-、SO42-、SO32-、Na+ |
药品物理常数
| 苯甲醛 | 乙酸酐 | 肉桂酸 | 乙酸 | |
| 溶解度（25℃，g/100g水） | 0.3 | 遇热水水解 | 0.04 | 互溶 |
| 沸点（℃） | 179.6 | 138.6 | 300 | 118 |
| 相对分子质量 | 106 | 102 | 148 | 60 |
I．合成：反应装置如图2所示．向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐，振荡使之混合均匀．在150～170℃加热l小时，保持微沸状态．
（1）空气冷凝管的作用是使反应物冷凝回流．
（2）为了使温度便于控制，且受热均匀，该装置应采用的加热方法是空气浴（或油浴）．加热回流要控制反应呈微沸状态，如果剧烈沸腾，会导致肉桂酸产率降低，可能的原因是乙酸酐蒸出，反应物减少，平衡左移．
（3）不能用醋酸钠晶体（CH3COONa•3H2O）的原因是乙酸酐遇热水水解．
Ⅱ．粗品精制：将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中，进行下列操作：
[反应混合物]$→_{硫酸钠溶液}^{加入饱和}$ $→_{苯甲醛}^{蒸馏除去}$ $\stackrel{盐酸酸化}{→}$ $\stackrel{操作1}{→}$ $→_{干燥}^{过滤、洗涤}$[肉桂酸品体】
（4）加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸，还有一个目的是将肉桂酸转化为肉桂酸钠，溶解于水．
（5）操作I是冷却结晶；
（6）设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛取样，加入银氨溶液共热，若有银镜出现，说明含有苯甲醛，或加入用新制氢氧化铜悬浊液，若出现砖红色沉淀，说明含有苯甲醛．
（7）若最后得到纯净的肉桂酸5.0g．则该反应中的产率是75%（保留两位有效数字）．
| 时间（s） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c（NO）（mol/L） | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
| c（CO）（mol/L） | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H＜0（填写“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s内的平均反应速率v（N2）=1.88×10-4mol•L-1•s-1．
（3）在该温度下，反应的平衡常数K=5000．
（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是C、D．
A．选用更有效的催化剂B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积
（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．
| 实验 编号 | T（℃） | NO初始浓度 （mol/L） | CO初始浓度 （mol/L） | 催化剂的比表面积（m2/g） |
| Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
| Ⅱ | 124 | |||
| Ⅲ | 350 | 124 |