Question

5．N₂O₅是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：
2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）△H=+Q kJ/mol
一定温度时，向1L密闭容器中通入N₂O₅，部分实验数据见如表：

时间（s）	0	500	1000	1500
c（N2O5）（mol•L）	0.50	0.35	0.25	0.25

试计算【（2）（3）要有计算过程】
（1）计算前500s NO₂的反应速率0.0006mol/（L•s）（不需计算过程）
（2）在一定温度下，该反应1000s时达到平衡，试计算该温度下平衡常数．
（3）在该温度下，如再向该密闭装置中通入0.25mol N₂O₅和0.375mol O₂，请判断此时平衡的移动方向，并计算达平衡后N₂O₅的体积分数．

Answer 1

分析 （1）前500s c（N₂O₅）=0.35mol•L，浓度变化=0.5mol/L-0.35mol/L=0.15mol/L，表示的反应速率v（N₂O₅）=$\frac{△c}{△t}$，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算NO₂的反应速率；
（2）在一定温度下，该反应1000s时达到平衡，c（N₂O₅）=0.25mol•L，结合化学平衡三行计算列式计算平衡浓度，平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；
（3）计算此时浓度商Qc和平衡常数K比较大小判断反应进行方向．

解答 解：（1）前500s c（N₂O₅）=0.35mol•L，浓度变化=0.5mol/L-0.35mol/L=0.15mol/L，表示的反应速率v（N₂O₅）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.15mol/L}{500s}$=0.0003mol/（L•s），反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算NO₂的反应速率，v（NO₂）=2v（N₂O₅）=0.0006mol/（L•s），
故答案为：0.0006mol/（L•s）；
（2）在一定温度下，该反应1000s时达到平衡，c（N₂O₅）=0.25mol•L，结合化学平衡三行计算列式计算平衡浓度，
                                  2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）
起始量（mol/L）         0.5                 0                0
变化量（mol/L）       0.25               0.5              0.125
平衡量（mol/L）       0.25               0.5                0.125
平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$=$\frac{0.125×0．{5}^{4}}{0.2{5}^{2}}$=0.125，
答：该温度下平衡常数为0.125；
（3）计算此时浓度商Qc=$\frac{0．{5}^{4}×（0.125+0.375）}{（0.25+0.25）^{2}}$=0.125=K，说明平衡不动，此时N₂O₅的体积分数可以利用原平衡状态计算=$\frac{0.25}{0.25+0.5+0.125}$×100%=28.57%，
答；平衡不动，此时N₂O₅的体积分数28.57%．

点评 本题考查了化学反应速率、化学平衡常数计算、平衡影响因素的分析应用、化学反应进行方向的判断等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度不大．