Question

物質(zhì)（t-BuNO）₂在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）．
（1）當（t-BuNO）₂的起始濃度（c₀）為0.50mol/L時，實驗測得20℃時的平衡轉(zhuǎn)化率（α）是65%．則20℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．（保留二位小數(shù)）
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉(zhuǎn)化率

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．已知20℃時該反應(yīng)在CCl₄溶劑中的平衡常數(shù)為1.9，若將反應(yīng)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(zhuǎn)化率

 

（填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率．
（3）實驗測得該反應(yīng)的△H=+50.5kJ/mol，活化能E_a=90.4kJ/mol．下列能量關(guān)系圖合理的是

 

．

（4）該反應(yīng)的△S

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．在

 

（填“較高”或“較低”）溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進行．
（5）通過比色分析得到30℃時（t-BuNO）₂濃度隨時間的變化關(guān)系如圖所示，請在同一圖中繪出t-BuNO濃度隨時間的變化曲線．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,反應(yīng)熱和焓變,化學平衡的影響因素,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學反應(yīng)中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)化學平衡和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，利用三段法計算各物質(zhì)平衡時的濃度，再利用平衡常數(shù)的計算式來解答；
（2）由溫度不變，則平衡常數(shù)不變，利用平衡常數(shù)分析起始濃度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系；
（3）該反應(yīng)的△H=50.5kJ?mol^-1，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，活化能E_a=90.4kJ?mol^-1，活化能是反應(yīng)物分子變?yōu)榛罨�分子所需要的能量，再結(jié)合圖象來分析；
（4）由反應(yīng)來分析△S，再利用△H-T△S＜0來分析有利于該反應(yīng)自發(fā)進行需要的溫度；
（5）由30℃時濃度隨時間的變化關(guān)系圖，找出不同時間（t-BuNO）₂的濃度，再計算t-BuNO濃度，描點連線即得t-BuNO濃度隨時間的變化曲線．

解答： 解：（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(zhuǎn)化率（α）是65%，
則   （t-BuNO）₂?2（t-BuNO）
開始   0.5                  0
轉(zhuǎn)化0.5×65%              0.5×65%×2
平衡0.5×（1-65%）        0.5×65%×2
 K=

(0.5×65%×2)2

0.5×(1-65%)

=2.4（mol/L），故答案為：2.4mol/L；
（2）由三段法計算可知，K=

(2coα)2

c0(1-α)

，溫度不變，則K不變，則增大（t-BuNO）₂的起始濃度為保證K不變，則轉(zhuǎn)化率a應(yīng)減小，20℃時該反應(yīng)在CCl₄溶劑中的平衡常數(shù)為1.9＜2.4，保持（t-BuNO）₂起始濃度相同時，由K=

(2coα)2

c0(1-α)

，則轉(zhuǎn)化率a應(yīng)小于其在正庚烷溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率；
故答案為：減�。恍∮�；
（3）由反應(yīng)的△H=50.5kJ?mol^-1，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量應(yīng)小于生成物的總能量，故BC錯誤；
再由△H=50.5kJ?mol^-1，活化能E_a=90.4kJ?mol^-1，則反應(yīng)熱的數(shù)值大于活化能的數(shù)值的一半，故D正確，故答案為：D；
（4）由反應(yīng)可知，1mol反應(yīng)物參加反應(yīng)時生成2mol生成物，則△S＞0，再由△H-T△S＜0有利于該反應(yīng)自發(fā)進行，△H＞0，則在較高溫度下該反應(yīng)能自發(fā)進行，
故答案為：＞；較高；
（5）根據(jù)30℃時濃度隨時間的變化關(guān)系圖，找出不同時間（t-BuNO）₂的濃度，再計算BuNO濃度，描點連線即得t-BuNO濃度隨時間的變化曲線，如0min時，（t-BuNO）₂的濃度0.05mol/L，t-BuNO濃度為0；0.5min時，（t-BuNO）₂的濃度0.04mol/L，t-BuNO濃度為0.02mol/L；依次計算描點連線，，故答案為：．

點評：本題考查學生利用化學平衡常數(shù)及化學平衡的三段法計算來分析解答，考查知識點較集中，注重對學生基礎(chǔ)知識和技能的考查，并訓練學生分析圖象、畫圖象的能力，題目難度較大．