Question

物质（t-BuNO）₂在正庚烷溶剂中发生如下反应：（t-BuNO）₂  2（t-BuNO）．
（1）当（t-BuNO）₂的起始浓度（c）为0.50mol•L^-1时，实验测得20℃时的平衡转化率（α）是65%．列式计算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1.9，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△H=50.5kJ•mol^-1，活化能E_a=90.4kJ•mol^-1．下列能量关系图合理的是______．

（4）该反应的△S______0（填“＞”、“＜”或“=”）．在______（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（5）随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率．用于比色分析的仪器是______．
A．pH计B．元素分析仪 C．分光光度计  D．原子吸收光谱仪
（6）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

（1）根据化学平衡和物质的转化率，利用三段法计算各物质平衡时的浓度，再利用平衡常数的计算式来解答；
（2）由温度不变，则平衡常数不变，利用平衡常数分析起始浓度与转化率的关系；
（3）该反应的△H=50.5kJ•mol-1，则该反应为吸热反应，活化能Ea=90.4kJ•mol-1，活化能是反应物分子变为活化分子所需要的能量，再结合图象来分析；
（4）由反应来分析△S，再利用△H-T△S＜0来分析有利于该反应自发进行需要的温度；
（5）根据溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析）来分析选用的仪器；
（6）由30℃时浓度随时间的变化关系图，找出不同时间（t-BuNO）2的浓度，再计算t-BuNO浓度，描点连线即得t-BuNO浓度随时间的变化曲线．
【解析】
（1）当（t-BuNO）2的起始浓度（c）为0.50mol•L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率（α）是65%，
则（t-BuNO）2  2（t-BuNO）
开始 0.5                  0
转化0.5×65%              0.5×65%×2
平衡0.5×（1-65%）        0.5×65%×2
 K==2.4（mol/L），故答案为：2.4mol/L；
（2）由三段法计算可知，K=，温度不变，则K不变，则增大（t-BuNO）2的起始浓度为保证K不变，则转化率a应减小，20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9＜2.4，保持（t-BuNO）2起始浓度相同时，由K=，则转化率a应小于其在正庚烷溶剂中的平衡转化率，故答案为：减小；小于；
（3）由反应的△H=50.5kJ•mol-1，则该反应为吸热反应，则反应物的总能量应小于生成物的总能量，故BC错误；
再由△H=50.5kJ•mol-1，活化能Ea=90.4kJ•mol-1，则反应热的数值大于活化能的数值的一半，故D正确，故答案为：D；
（4）由反应可知，1mol反应物参加反应时生成2mol生成物，则△S＞0，再由△H-T△S＜0有利于该反应自发进行，
△H＞0，则在较高温度下该反应能自发进行，故答案为：＞；较高；
（5）由利用溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系，可以确定该化学反应的速率，给出的仪器中只有分光光度计可进行比色分析，
故答案为：C；
（6）根据30℃时浓度随时间的变化关系图，找出不同时间（t-BuNO）2的浓度，再计算BuNO浓度，描点连线即得t-BuNO浓度随时间的变化曲线，如0min时，（t-BuNO）2的浓度0.05mol/L，t-BuNO浓度为0；0.5min时，（t-BuNO）2的浓度0.04mol/L，t-BuNO浓度为0.02mol/L；依次计算描点连线，故答案为：