Question

16．N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．
（1）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
①反应达平衡后，再通入一定量N₂O₅，则N₂O₅的转化率将减小．（填““增大”“减小”或“不变”）；
②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

t/s	0	500	1 000
c（N2O5）/mol•L-1	5.00	3.52	2.48

则500s内N₂O₅的分解速率为0.00296 mol•L^-1•s^-1．
③在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol•L^-1，则T₂＜T₁．
（2）如图所示装置可用于制备N₂O₅，则N₂O₅在电解池的阳极区生成，其电极反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）①反应达平衡后，再通入一定量N₂O₅，等效为增大压强，平衡逆向移动；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂O₅）；
③若T₂温度高，反应速率快，未到达平衡时，相同时间内N₂O₅的浓度减小更大，正反应为吸热反应，到达平衡时温度升高，平衡正向移动，N₂O₅的浓度会减小．而在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol•L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下1000s时测得N₂O₅的浓度，说明T₂温度下反应速率较慢；
（2）由N₂O₄制取N₂O₅需要是去电子，所以N₂O₅在阳极区生成，在硝酸参与下生成N₂O₅与氢离子．

解答 解：（1）①反应达平衡后，再通入一定量N₂O₅，等效为增大压强，平衡逆向移动，N₂O₅的转化率减小，
故答案为：减小；
②由表中数据可知，500s内N₂O₅的浓度变化量为5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率为$\frac{1.48mol/L}{500s}$=0.00296 mol•L^-1•s^-1，
故答案为：0.00296 mol•L^-1•s^-1；
③若T₂温度高，反应速率快，未到达平衡时，相同时间内N₂O₅的浓度减小更大，正反应为吸热反应，到达平衡时温度升高，平衡正向移动，N₂O₅的浓度会减小．而在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol•L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下1000s时测得N₂O₅的浓度，说明T₂温度下反应速率较慢，故温度T₂＜T₁，
故答案为：＜；
（2）从电解原理来看，N₂O₄制备N₂O₅为氧化反应，则N₂O₅应在阳极区生成，在硝酸参与下生成N₂O₅与氢离子，电极反应式为：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺，
故答案为：阳极；N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学反应速率计算、电化学等知识点，（2）中③学生容易考虑反应速率问题，忽略是否到发生平衡移动，难度中等．