Question

13．物質（t-BuNO）₂在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）．
（1）當（t-BuNO）₂的起始濃度（c₀）為0.50mol•L^-1時，實驗測得20℃時的平衡轉化率（α）是65%．列式計算20℃時上述反應的平衡常數(shù)K=2.4．
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，其轉化率減小（填“增大”、“不變”或“減小”）．
已知20℃時該反應在CCl₄溶劑中的平衡常數(shù)為1.9，若將反應溶劑正庚烷改成CCl₄，并保持（t-BuNO）₂起始濃度相同，則它在CCl₄溶劑中的平衡轉化率小于（填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶劑中的平衡轉化率．
（3）實驗測得該反應的△H=50.5 kJ•mol^-1，活化能E_a=90.4 kJ•mol^-1．下列能量關系圖合理的是C

Answer 1

分析 （1）利用化學平衡三段式計算平衡時（t-BuNO）₂、（t-BuNO）的濃度，代入平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}[（t-BuNO）]}{c[（t-BuNO）_{2}]}$計算；
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，即增加反應物（t-BuNO）₂的濃度，雖然平
衡向正反應方向移動，但由于 （t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉化率是減小的；
保持溫度20℃不變，保持（t-BuNO）₂起始濃度相同，平衡轉化率越小，K值越小，結合平衡常數(shù)判斷；
（3）由實驗測得該反應的△H=+50.5 kJ•mol^-1，可知該反應是吸熱反應，則反應物的總能量低于生成物的總能量，又依據(jù)活化能E_a=90.4 kJ•mol^-1，E_a-△H＜50.5kJ•mol^-1；

解答 解：已知20℃時（t-BuNO）₂的平衡轉化率α=65%，則：
           （t-BuNO）₂?2（t-BuNO）
開始（mol/L）：0.5             0
變化（mol/L）：0.5×0.65         2×0.5×0.65
平衡（mol/L）：0.5×0.35        2×0.5×0.65
平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{2}[（t-BuNO）]}{c[（t-BuNO）_{2}]}$=$\frac{（0.5×65%×2）^{2}}{0.5×0.35}$=2.4，
故答案為：2.4；
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，即增加反應物（t-BuNO）₂的濃度，雖然平衡向正反應方向移動，但由于 （t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉化率是減小的；
該反應在CCl₄溶劑中的平衡常數(shù)為1.9，小于在正庚烷溶劑中的平衡常數(shù)2.4，保持溫度20℃不變，保持（t-BuNO）₂起始濃度相同，平衡轉化率越小，K值越小，則（t-BuNO）₂它在CCl₄溶劑中的平衡轉化率小于其在正庚烷溶劑中的平衡轉化率，
故答案為：減小；小于；
（3）由實驗測得該反應的△H=+50.5 kJ•mol^-1，可知該反應是吸熱反應，則反應物的總能量低于生成物的總能量．可排除能量關系圖B和D，又依據(jù)活化能E_a=90.4 kJ•mol^-1，E_a-△H＜50.5kJ•mol^-1，能量關系圖A中E_a-△H＞50.5 kJ•mol^-1，Ea與△H的比例不對，而能量關系圖C是合理的，
故答案為：C．

點評 題目中物質沒有學過，用這種形式表示的反應也沒有見，非常陌生，給解題增加了理解上的難度，其實是一個普通的分解反應，一個可逆反應，注意理解平衡常數(shù)與物質轉化率關系，（3）中注意A、C圖中Ea與△H的比例關系，為易錯點，難度較大．