Question

(15分，除标明外，其余每空2分)物质(t-BuNO)₂在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t-BuNO)₂2(t-BuNO)

（1）当(t-BuNO)₂的起始浓度(c₀)为0．50mol·L^-1时，实验测得20℃时的平衡转化率(α)是60%。20℃时上述反应的平衡常数K=       。

（2）一定温度下，随着(t-BuNO)₂的起始浓度增大，其平衡转化率       (填“增大”､“不变”或“减小”)。已知20℃时该反应在CCl₄溶剂中的平衡常数为1．70mol·L^-1，若将反应溶剂正庚烷改成CCl₄，并保持(t-BuNO)₂起始浓度相同，则它在CCl₄溶剂中的平衡转化率       (填“大于”､“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。

（3）实验测得该反应的ΔH=+50．5kJ·mol^-1，活化能Ea=90．4kJ·mol^-1。下列能量关系图合理的是       (填字母)。

（4）该反应的ΔS     (填“>”､“<”或“=”)0。在         (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。

（5）通过比色分析得到30℃时(t-BuNO)₂浓度随时间的变化关系如图所示，请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线

Answer

(15分，除标明外，其余每空2分)

（1） 1．80mol·L-1 （2） 减小 小于

（3） D （4） > 较高

（5）如图(3分)

【解析】

试题分析：（1）当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0．50mol·L-1 20℃时的平衡转化率(α)是60%时，平衡时(t-BuNO)2的浓度为0．50mol/L×（1-60%）=0．2mol/L，t-BuNO的平衡浓度是0．50mol/L×60%×2=0．6mol/L，所以该温度下的平衡常数K=0．62mol/L/0．2mol/L=1．8mol/L；

（2）当增大(t-BuNO)2的起始浓度，因为反应物为1种，则相当于增大压强，平衡逆向移动，则(t-BuNO)2的转化率减小；已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1．70mol·L-1<1．8mol/L，说明在四氯化碳中，反应逆向进行，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于其在正庚烷溶剂中的平衡转化率；

（3）实验测得该反应的ΔH=+50．5kJ·mol-1，活化能Ea=90．4kJ·mol-1，该反应是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，排除B、C；活化能数值与反应热数值的比值小于2，A图不符合，所以答案选D；

（4）该反应中，物质的物质的量增加，混乱度增大，所以ΔS>0，因为ΔH>0，根据反应自发的判断依据ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发，所以只有在较高温度时ΔG才可能小于0，反应自发；

（5）根据30℃时(t-BuNO)2浓度随时间变化的曲线，可计算出t-BuNO的浓度随时间的变化值，如：1min时(t-BuNO)2浓度减小0．05-0．03=0．02mol/L，则t-BuNO浓度从0增加到0．04mol/L，则（1，0．04）为一个点；3min时(t-BuNO)2浓度减小0．05-0．01=0．04mol/L，则t-BuNO浓度为0．08mol/L，（3，0．08）为1个点，依次做出不同时间的t-BuNO浓度的数值，用平滑曲线连起来即可，图像见答案。

考点：考查平衡常数的计算，化学反应与能量的关系图像的判断，反应自发依据的应用