Question

（10分）N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。

（1）N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是              。

（2）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：

2N₂O₅(g）4NO₂(g)＋O₂(g)；ΔH＞0

①反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将         （填“增大”、“减小”、“不变”）。

②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

t/s	0	500	1000
c(N2O5)/mol·L^－1	5.00	3.52	2.48

则500 s内N₂O₅的分解速率为                   。

③在T₂温度下，反应1000 s时测得NO₂的浓度为4.98 mol·L^－1，则T₂          T₁（填>、<或＝）。

（3）现以H₂、O₂、熔融Na₂CO₃组成的燃料电池采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示，其中Y为CO₂。

写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式       ，N₂O₅在电解池的        区生成（填“阳极”或“阴极”）。

Answer

（10分）

（1）

（2）①不变；②0.00296 mol·L－1·s－1 ； ③＜

（3）H2 + CO32- — 2e- == H2O + CO2； 阳极

【解析】

试题分析：（1）硝基苯的结构简式为，故填：

（2）①恒温恒容下，通入氮气，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，N2O5的转化率不变，故填：不变

②依据图标数据分析计算500s内N2O5（g）消耗的浓度=5.0mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，所以V==0.00296 mol·L－1·s－1 ，故填：0.00296 mol·L－1·s－1 ；

③T1时，反应到1000s，c（N2O5）为2.48mol/L，反应的c（N2O5）=5.00mol/L-2.48mol/L=2.52mol/L，则c（NO2）=2×2.52mol/L=5.04mol/L，T2时反应到1000s，c（NO2）=4.98mol/L，反应的△H＞0，升温时平衡正向移动，所以，T2＜T1，故填：＜；

（3）负极上燃料失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为H2+CO32--2e-=CO2+H2O；N2O5中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是+5价．因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，阳极为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+．故填：H2+CO32--2e-=CO2+H2O；阳极

考点：考查了有机物的结构简式的书写、化学平衡、原电池原理的相关知识。