题目内容
【题目】I.2017年5月5日，中国首架按照国际标准研制的拥有自主知识产权的大型客机C-919在上海浦东机场首飞，科学家在实验室中研究的利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2的反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H<0。
(1)若将1mol NO和2mol CO通入2L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生上述反应，反应中生成的N2的物质的量浓度随时间的变化情况如图1所示。则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=__________，4min末CO的浓度为__________mol·L-1。
(2)已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图2所示。工业上催化装置中比较适合的温度和压强是__________
II.取50 mL0.50mol·L-1NaOH溶液和50 mL、0.50mol/L硫酸溶液进行中和热测定实验，实验数据如下表：
(1)请填写表中的空白：
温度 实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值（t2-t1）/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | __________ |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 31.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 31.4 | |
(2)近似认为0.50mol·L-1 NaOH 溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c =4.18J·g-1·℃-1。则中和热△H=__________。(取小数点后一位)
(3)上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1有偏差，产生偏差的原因可能是__________（填字母）。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】0.05mol/(L·min) 0.8 400K、1MPa 4.0 66.9 kJ/mol b
【解析】
(1)先计算从反应开始至平衡时N2的反应速率，然后根据速率比等于化学方程式的化学计量数的比计算v(NO)；
(2)工业上催化装置比较适合的温度和压强是NO平衡转化率最大，设备承受压强较小，设备材料经济效益好；
II.(1)先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
(2)先根据Q=mc△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-
kJ/mol计算出反应热；
(3)根据△H=-kJ/mol 及Q=mc△T分析实验误差。
I.(1)根据图1可知：从反应开始至平衡时，△c(N2)=0.10mol/L，则v(N2)=
=0.025mol/(L·min)，根据方程式2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)可知v(NO)=2v(N2)=2×0.025mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)；
根据方程式可知：每反应产生1mol/LN2，会同时消耗2mol/LCO，则在4min末△c(N2)=0.10mol/L，所以CO改变浓度为0.20mol/L，由于反应开始时CO的浓度为1mol/L，因此平衡时CO的浓度为1mol/L-0.20mol/L=0.80mol/L；
(2)反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图2所示，分析变化特征可知，工业上催化装置比较适合的温度和压强是400 K、1 MPa；
II. (1)4次温度差分别为：4.0℃，4.1℃，3.9℃，5.1℃，第四组数据偏差太大，要舍去，三次温度差平均值为4.0℃；
(2)酸、碱中和反应实质是H++OH-=H2O，50mL 0.5mol/L NaOH溶液和50mL0.5mol/L稀硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量有物质的量少的NaOH决定，n(H2O)=0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值为△T=4℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=100g×4.18J/（g℃）×4.0℃=1672J，即1.672kJ，所以实验测得的中和热△H=-
=66.9 kJ/mol；
(3)a.装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，a错误；
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高，中和热的数值偏大，b正确；
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失较多，测得温度偏低，中和热的数值偏小，c错误；
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，d错误；
故合理选项是b。
【题目】某学生对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。
（1）测得Na2SO3溶液pH＝10，AgNO3溶液pH＝5，原因是（用离子方程式表示）：___。
（2）调节pH，实验记录如下：
实验序号 | pH | 实验现象 |
a | 10 | 产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清 |
b | 6 | 产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶解 |
c | 2 | 产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X |
查阅资料得知：
ⅰ.Ag2SO3：白色，难溶于水，溶于过量的Na2SO3溶液。
ⅱ.Ag2O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应。
该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设：
①白色沉淀为Ag2SO3。
②白色沉淀为Ag2SO4，推测的依据是___。
（3）取b、c中白色沉淀，置于Na2SO3溶液中，沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4。实验方法是：另取Ag2SO4固体置于__溶液中，未溶解。
（4）将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：
Ⅰ.向X中滴加稀盐酸，无明显变化。
Ⅱ.向X中加入过量浓HNO3，产生红棕色气体。
Ⅲ.分别用Ba(NO3)2、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无明显变化，后者产生白色沉淀。
①实验Ⅰ的目的是___。
②根据实验现象分析，X的成分是___。
③Ⅱ中反应的化学方程式是___。
（5）该同学综合以上实验，分析产生X的原因：随着酸性的增强，体系的还原性增强。
