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(dāng)（t-BuNO）₂的起始濃度（c₀）為0.50mol?L^-1時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得20℃時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率（α）是65%．列式計(jì)算20℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
（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”）．
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的△H=+50.5kJ?mol^-1，活化能Ea=90.4kJ?mol^-1．下列能量關(guān)系圖合理的

 

．

（4）結(jié)合△S推測(cè)該反應(yīng)的在

 

（填“較高”或“較低”）溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡建立的過(guò)程,焓變和熵變,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：1）利用化學(xué)平衡三段式計(jì)算平衡時(shí)（t-BuNO）₂、（t-BuNO）的濃度，代入平衡常數(shù)k=

c2[(t-BuNO)]

c[(t-BuNO)2]

計(jì)算；
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，即增加反應(yīng)物（t-BuNO）₂的濃度，雖然平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但由于 （t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉(zhuǎn)化率是減小的；
（3）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的△H=+50.5 kJ?mol^-1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，又依據(jù)活化能E_a=90.4 kJ?mol^-1，E_a-△H＜50.5kJ?mol^-1；
（4）由于該反應(yīng)是一個(gè)分解反應(yīng)，所以是一個(gè)混亂度增加（熵增）的反應(yīng)，△S＞0；而該反應(yīng)又是一個(gè)吸熱反應(yīng)，△H＞0，結(jié)合△G=△H-T△S判斷．

解答： 解：已知20℃時(shí)（t-BuNO）₂的平衡轉(zhuǎn)化率α=65%，則：
           （t-BuNO）₂?2（t-BuNO）
開始（mol/L）：0.5             0
變化（mol/L）：0.5×0.65         2×0.5×0.65
平衡（mol/L）：0.5×0.35        2×0.5×0.65
平衡常數(shù)k=

c 2[(t-BuNO)]

c[(t-BuNO) 2]

=

(0.5×65%×2) 2

0.5×0.35

=2.4，
故答案為：2.4；
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，即增加反應(yīng)物（t-BuNO）₂的濃度，雖然平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但由于 （t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉(zhuǎn)化率是減小的；
故答案為：減��；
（3）由實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的△H=+50.5 kJ?mol^-1，可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量．可排除能量關(guān)系圖B和C，又依據(jù)活化能E_a=90.4 kJ?mol^-1，E_a-△H＜50.5kJ?mol^-1，能量關(guān)系圖A中E_a-△H＞50.5 kJ?mol^-1，Ea與△H的比例不對(duì)，而能量關(guān)系圖D是合理的；
故答案為：D；
（4）由于該反應(yīng)是一個(gè)分解反應(yīng)，所以是一個(gè)混亂度增加（熵增）的反應(yīng)，△S＞0；而該反應(yīng)又是一個(gè)吸熱反應(yīng)，即△H＞0，由△G=△H-T△S可知，所以該反應(yīng)在較高溫度下有利于自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：較高．

點(diǎn)評(píng)：題目中物質(zhì)沒(méi)有學(xué)過(guò)，用這種形式表示的反應(yīng)也沒(méi)有見，非常陌生，給解題增加了理解上的難度，其實(shí)是一個(gè)普通的分解反應(yīng)，一個(gè)可逆反應(yīng)，注意理解平衡常數(shù)與物質(zhì)轉(zhuǎn)化率關(guān)系，（3）中注意A、D圖中Ea與△H的比例關(guān)系，為易錯(cuò)點(diǎn)，難度較大．