Question

物質（t-BuNO）₂在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應：（t-BuNO）₂?2（t-BuNO）．
（1）當（t-BuNO）₂的起始濃度（c₀）為0.50mol?L^-1時，實驗測得20℃時的平衡轉化率（α）是65%．列式計算20℃時上述反應的平衡常數K=

 

．
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉化率

 

（填“增大”、“不變或“減小”）．
（3）實驗測得該反應的△H=+50.5kJ?mol^-1，活化能Ea=90.4kJ?mol^-1．下列能量關系圖合理的

 

．

（4）結合△S推測該反應的在

 

（填“較高”或“較低”）溫度下有利于該反應自發(fā)進行．

Answer 1

考點：化學平衡建立的過程,焓變和熵變,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

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

c2[(t-BuNO)]

c[(t-BuNO)2]

計算；
（2）一定溫度下，隨著（t-BuNO）₂的起始濃度增大，即增加反應物（t-BuNO）₂的濃度，雖然平衡向正反應方向移動，但由于 （t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉化率是減小的；
（3）由實驗測得該反應的△H=+50.5 kJ?mol^-1，可知該反應是吸熱反應，則反應物的總能量低于生成物的總能量，又依據活化能E_a=90.4 kJ?mol^-1，E_a-△H＜50.5kJ?mol^-1；
（4）由于該反應是一個分解反應，所以是一個混亂度增加（熵增）的反應，△S＞0；而該反應又是一個吸熱反應，△H＞0，結合△G=△H-T△S判斷．

解答： 解：已知20℃時（t-BuNO）₂的平衡轉化率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，即增加反應物（t-BuNO）₂的濃度，雖然平衡向正反應方向移動，但由于 （t-BuNO）₂的起始濃度增大，其平衡轉化率是減小的；
故答案為：減��；
（3）由實驗測得該反應的△H=+50.5 kJ?mol^-1，可知該反應是吸熱反應，則反應物的總能量低于生成物的總能量．可排除能量關系圖B和C，又依據活化能E_a=90.4 kJ?mol^-1，E_a-△H＜50.5kJ?mol^-1，能量關系圖A中E_a-△H＞50.5 kJ?mol^-1，Ea與△H的比例不對，而能量關系圖D是合理的；
故答案為：D；
（4）由于該反應是一個分解反應，所以是一個混亂度增加（熵增）的反應，△S＞0；而該反應又是一個吸熱反應，即△H＞0，由△G=△H-T△S可知，所以該反應在較高溫度下有利于自發(fā)進行，
故答案為：較高．

點評：題目中物質沒有學過，用這種形式表示的反應也沒有見，非常陌生，給解題增加了理解上的難度，其實是一個普通的分解反應，一個可逆反應，注意理解平衡常數與物質轉化率關系，（3）中注意A、D圖中Ea與△H的比例關系，為易錯點，難度較大．