题目内容
亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,工业上可用NO与Cl2合成,回答下列问题:
(1)一定条件下,氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及热化学方程式和平衡常数如下表:
序号 | 热化学方程式 | 平衡常数 |
① | 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) ΔH1 | K1 |
② | 4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+ Cl2(g) ΔH2 | K2 |
③ | 2NO(g)+ Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH3 | K3 |
则ΔH3=_________(用ΔH1、ΔH2表示);K3=__________(用K1、K2 表示)
(2)300℃时,在一密闭容器中发生反应:2ClNO(g) 2NO(g)+ Cl2(g),其正反应速率表达式为v正=k·cn(ClNO)。测得速率和浓度的关系如下表:
序号 | c(ClNO)/mol·L-1 | v正/mol·L-1·s-1 |
① | 0.30 | 3.60×10-9 |
② | 0.60 | 1.44×10-8 |
③ | 0.90 | 3.24×10-8 |
则n=________;k=___________;达到平衡后,若减小压强,则混合气体的平均分子量将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)25℃时,向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08mol NO和0.04mol Cl2发生反应:2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH
①若反应起始和平衡时温度相同,测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ曲线a所示,则ΔH________0(填“>”、“<”或“不确定”);若其他条件相同,仅改变某一条件时,测得其压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ曲线b所示,则改变的条件是___________。
②图Ⅱ是甲、乙同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系,其中正确的曲线是____(填“甲”或“乙”);m值为_______________。
目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境。这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。【实验Ⅰ】硫的质量确定
按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.00 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管B中加入50.00 mL 0.1000 mol•L-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后将B中溶液转移至250 mL容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01000 mol•L-1的草酸(H2C2O4)进行测定剩余KMnO4溶液浓度的滴定。记录数据如下:
滴定次数 | 待测溶液体积/mL | 草酸溶液体积/mL | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
1 | 25.00 | 1.50 | 23.70 |
2 | 25.00 | 1.02 | 26.03 |
3 | 25.00 | 0.00 | 24.99 |
相关反应:① 2MnO4- + 2H2O + 5SO22Mn2+ + 5SO42- + 4H+
② 2MnO4- + 6H+ + 5H2C2O42Mn2+ +10CO2↑+ 8H2O
【实验Ⅱ】铁的质量确定
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.600 g固体。
试回答下列问题:
(1)检查“实验Ⅰ”中装置气密性的方法是_______________。
(2)滴定终点的判断方法是______________。
(3)试管C中品红溶液的作用是_______________;有同学提出,撤去C装置,对实验没有影响,你的看法是___(选填“同意”或“不同意”),理由是________________。
(4)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为___________________。
【问题探究】
滴定过程中,细心的小明发现该KMnO4颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究快的原因,甲同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
编号 | 温度/℃ | 酸化的H2C2O4溶液/mL | KMnO4溶液/mL | 溶液褪色时间/s |
1 | 25 | 5.0 | 2.0 | 40 |
2 | 25 | 5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末) | 2.0 | 4 |
3 | 60 | 5.0 | 2.0 | 25 |
(5)分析上述数据,滴定过程中反应速率较快的原因可能是_____________。