Question

【題目】含氮化合物在化學(xué)工業(yè)中有著重要的應(yīng)用，回答下列問(wèn)題：

（1）一定條件下，硝酸銨加熱分解得到的產(chǎn)物只有N2O和H2O。250℃時(shí)，硝酸銨在密閉容器中分解達(dá)到平衡，該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___________；若有1mol硝酸銨完全分解，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___________(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

（2）硝基苯甲酸乙酯在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)：O2NC6H4COOC2H5+OH－O2NC6H4COO－+C2H5OH。兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.80mol·L－1，T℃時(shí)測(cè)得O2NC6H4COOC2H5的轉(zhuǎn)化率α隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)如表所示。

t/s	0	60	90	120	160	260	300	360	400
a/%	0	33.0	41.8	48.8	58.0	69.0	70.4	71.0	71.0

①該反應(yīng)在60~90s與90~120s內(nèi)的平均反應(yīng)速率分別約為___________，___________；比較兩者大小可得出的結(jié)論是______________________。

②計(jì)算T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________________。

③為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉(zhuǎn)化率，除可適當(dāng)控制反應(yīng)溫度外，還可以采取的措施為______________________(寫(xiě)出一條即可)。

Answer 1

【答案】c(N2O) c2(H2O) 4NA 2.3510-3mol·L-1·s-1 1.8710-3mol·L-1·s-1 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢 6.0(或5.99) 增大OH-的濃度（或移去產(chǎn)物等其他合理答案）

【解析】

(1)依據(jù)所給的反應(yīng)物和產(chǎn)物，結(jié)合元素守恒書(shū)寫(xiě)方程式即可，依據(jù)反應(yīng)書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)；

(2)①根據(jù)轉(zhuǎn)化率計(jì)算濃度的變化，結(jié)合v=計(jì)算反應(yīng)速率，結(jié)合濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響分析；

②360s時(shí)，轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生改變，可說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，以此可計(jì)算平衡常數(shù)；

③為提高O2NC6H4COOC2H5的平衡轉(zhuǎn)化率，可使平衡向正向移動(dòng)，除溫度外，還可增加另一種反應(yīng)物濃度或減小生成物的濃度(或移去產(chǎn)物)。

(1)硝酸銨分解生成N2O和H2O，達(dá)到平衡，說(shuō)明為可逆反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為：NH4NO3(s)N2O(g)+2H2O(g)，250℃時(shí)，水為氣體狀態(tài)，故平衡常數(shù)K=c(N2O)c2(H2O)，NH4NO3中NH4+的N元素化合價(jià)為-3價(jià)，NO3-中的N元素的化合價(jià)為+5價(jià)，反應(yīng)后N元素的化合價(jià)為+1價(jià)，發(fā)生歸中反應(yīng)，N元素由-3價(jià)升高為+1價(jià)，此反應(yīng)中每分解1mol硝酸銨，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA；

(2)①在60~90s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v==2.3510-3 mol·L-1·s-1，在90~120s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v==1.8710-3mol·L-1·s-1，由此可得出的結(jié)論是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低；

②反應(yīng)時(shí)間達(dá)到360s時(shí)，硝基苯甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化率不再隨時(shí)間的變化而發(fā)生變化，即反應(yīng)在360s時(shí)達(dá)到平衡。此時(shí)體系內(nèi)兩種產(chǎn)物濃度為0.80 mol/L×71%，反應(yīng)物濃度為0.80mol/L×29%，平衡常數(shù)K==6.0；

③根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知增加OH－的濃度、及時(shí)地移去產(chǎn)物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的轉(zhuǎn)化率。