Question

【题目】含氮化合物在化学工业中有着重要的应用，回答下列问题：

(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化(表示生成1molN2的能量变化)如图所示，该反应的热化学方程式为______________________。

(2)一定条件下，硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的平衡常数表达式为K=___________；若有1mol硝酸铵完全分解，则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

(3)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应：O2NC6H4COOC2H5+OH－O2NC6H4COO－+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L－1，T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。

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该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________，___________；比较两者大小可得出的结论是______________________。

②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。

③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率，除可适当控制反应温度外，还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。

Answer 1

【答案】N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ/mol c(N2O)c2（H2O） 4NA 2.3510-3molL-1s-1 1.8710-3molL-1s-1 随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢 6.0（或5.99） 增大OH-的浓度（或移去产物等其他合理答案）

【解析】

（1）由图可知，此反应为放热反应，热效应=（209-348）kJmol-1；

（2）依据所给的反应物和产物，结合元素守恒书写方程式即可，依据反应书写平衡常数表达式，依据氧化还原反应得失电子守恒计算转移电子数；

（3）①反应过程中硝基苯甲酸乙酯浓度的变化量等于其起始浓度与转化率的乘积，再利用求反应速率的计算公式可求出两个时间段内的平均反应速率分别为2.3510-3molL-1s-1，1.8710-3molL-1s-1，由此可得出的结论是随着反应的进行，反应物浓度减小导致反应速率降低。

②反应时间达到360 s时，硝基苯甲酸乙酯的转化率不再随时间的变化而发生变化，即反应在360s时达到平衡。此时体系内两种产物浓度为0.80 mol/L×71%，反应物浓度为0.80mol/L×29%，由此可求出该反应的平衡常数。

③根据可逆反应的特点可知增加OH－的浓度、及时地移去产物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的转化率。

(1) 由图可知，此反应反应物总能量高于生成物，且△H=（209-348）kJmol-1=-139kJmol-1，则热化学方程式为：N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ/mol，

因此，本题正确答案是：N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=-139kJ/mol；

(2)硝酸铵分解生成N2O和H2O，达到平衡，说明为可逆反应，化学反应方程式为：NH4NO3（s）N2O(g)+2H2O(g)，250℃时，水为气体状态，故平衡常数K=c（N2O）×c2（H2O），NH4NO3中NH4+的N元素化合价为-3价，NO3-中的N元素的化合价为+5价，反应后N元素的化合价为+1价，发生归中反应，N元素由-3价升高为+1价，此反应中每分解1mol硝酸铵，转移电子数为4NA，
因此，本题正确答案是：c(N2O)c2（H2O）；4NA；

(3) ①在60~90s内的平均反应速率==2.3510-3molL-1s-1，

在90~120s内的平均反应速率==1.8710-3molL-1s-1，

由此可得出的结论是随着反应的进行，反应物浓度减小导致反应速率降低。

②反应时间达到360s时，硝基苯甲酸乙酯的转化率不再随时间的变化而发生变化，即反应在360s时达到平衡。此时体系内两种产物浓度为0.80 mol/L×71%，反应物浓度为0.80mol/L×29%，平衡常数K==6.0，

③根据可逆反应的特点可知增加OH－的浓度、及时地移去产物均可以增大硝基苯甲酸乙酯的转化率。

因此，本题正确答案是：2.3510-3molL-1s-1；1.8710-3molL-1s-1；随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢；6.0；增大OH-的浓度（或移去产物）。