题目内容
【题目】化学小组探究铜与硝酸反应的快慢及产物。
(1)实验甲：将铜片放入盛有稀HNO3的试管中，开始无明显现象，后逐渐有小气泡生成，该气体是______。在液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。
(2)实验乙：铜与浓HNO3反应，装置、现象如下：
实验装置 | 实验现象 |
| A中：最初反应较慢，随后加快，反应剧烈；产生红棕色气体；溶液呈绿色。 B中：溶液呈淡蓝色。 |
①A中铜与浓HNO3产生红棕色气体的化学方程式是 ______。
②实验现象“最初反应较慢，随后加快”的原因可能是 ______。
(3)有文献记载：铜与浓HNO3反应一旦发生就变快，是因为开始生成的NO2溶于水形成HNO2(弱酸，不稳定)，它再和Cu反应，反应就加快。实验探究如下：
I：向 1 mL浓硝酸中加入几滴30% H2O2溶液、铜片，反应较慢，溶液呈蓝色。
II：向1 mL浓硝酸中加入几滴30% H2O2溶液，无明显变化。
①I中反应变慢的原因是 ______。
②NO2与H2O反应生成HNO2和 ______。
③对生成HNO2后反应变快的原因进行实验探究。
序号 | 实验操作 | 实验现象 |
III | 取B中溶液，加入一定量固体，再加入铜片 | 立即产生无色气体；液面上方呈红棕色 |
IV | 取B中溶液，放置一段时间，溶液变为无色后，再加入铜片 | 产生无色气体，较Ⅲ慢；液面上方呈浅红棕色 |
a．III中加入的固体为______。
b．IV中“放置一段时间”的目的是 ______。
实验III、IV可以说明，HNO2氧化Cu的反应速率比HNO3氧化Cu的反应快。
(4)化学小组同学结合实验甲、乙中HNO3被还原后的气体产物以及实验III的产物，综合上述实验，分析判断甲中反应慢的原因，除了硝酸起始浓度小、反应过程中温度较低外，另一个重要原因是 ______。
【答案】NO Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应放热，随着反应的进行，体系温度升高 H2O2与HNO2发生反应使HNO2浓度降低 HNO3 NaNO2 使HNO2完全分解 稀硝酸不能将NO氧化为NO2，体系中不能发生NO2与H2O生成HNO2的反应
【解析】
(1)Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和水，NO与O2反应产生红棕色NO2；
(2)Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，根据反应放热及溶液浓度变化分析反应速率的变化；
(3)①根据HNO2浓度大小对反应速率的影响分析；
②根据氧化还原反应规律判断；
③加入的物质可以与溶液中H+反应产生HNO2即可；根据HNO2的不稳定性及其浓度的影响分析放置一段时间的反应现象；
(4)根据能否产生HNO2及HNO2的强氧化性分析判断。
(1)Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O，无色气体遇空气变为红棕色，说明该无色气体是NO，在室温下NO与O2反应产生红棕色NO2；
(2)①Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②该反应是放热反应，随着反应的进行，溶液温度升高，因此一旦发生反应速率就变快，后当反应一段时间，硝酸浓度降低，溶液浓度对速率的影响占优势，溶液浓度降低，反应速率又逐渐减小；
(3)①I中反应变慢是由于H2O2与HNO2发生反应使HNO2浓度降低，导致速率减慢；
②NO2中N是+4价，NO2与H2O反应生成HNO2中N是+3价，化合价降低，根据氧化还原反应过量，必然同时有元素化合价升高，根据各种元素化合价特点，还产生了+5价的HNO3，反应方程式为：2NO2+H2O=HNO2+HNO3；
③a.在B溶液中含有NO2与H2O反应产生的HNO2、HNO3，HNO3是强酸，完全电离，而HNO2是弱酸，在溶液中存在电离平衡，向实验III的B溶液中加入的固体后要反应产生HNO2，使HNO2浓度增大，则加入的物质含有NO2-，可以是NaNO2、KNO2等，HNO3与NaNO2发生复分解反应产生HNO2，使溶液中HNO2浓度增大，再加入Cu后快速反应，Cu被氧化产生Cu(NO3)2；
b. HNO2不稳定，会发生分解反应，在IV中“放置一段时间”的目的是使HNO2完全分解；
(4)分析判断甲中反应慢的原因，除了硝酸起始浓度小、反应过程中温度较低外，还有另一个重要原因就是稀硝酸氧化性弱，不能将NO氧化为NO2，在反应体系中不能发生NO2与H2O生成HNO2的反应。
【题目】800℃时，三个相同的恒容密闭容器中发生反应CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g) K，一段时间后，分别达到化学平衡状态。
容器编号 | 起始浓度/(mol·L1) | |||
c(CO) | c(H2O) | c(CO2) | c(H2) | |
Ⅰ | 0.01 | 0.01 | 0 | 0 |
Ⅱ | 0 | 0 | 0.01 | 0.01 |
III | 0.008 | 0.008 | 0.002 | 0.002 |
下列说法不正确的是
A.Ⅱ 中达平衡时，c(H2)＝0.005 mol·L1
B.III中达平衡时，CO的体积分数大于25%
C.III中达到平衡状态所需的时间比 Ⅰ 中的短
D.若III中起始浓度均增加一倍，平衡时c(H2)亦增加一倍
【题目】运用化学反应原理的有关知识回答下列问题：
(1)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s)△H=-989.2 kJ·mol-1，有关键能数据如下表：
化学键 | Si-O | O=O | Si-Si |
键能kJ·mol-1 | X | 498.8 | 176 |
则X的值为_________。
(2)加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5
N2O3+O2，②N2O3N2O+O2，在1 L密闭容器中充入4 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2的平衡浓度为4.5 mol/L，N2O3的平衡浓度为1.7 mol/L，则t℃时反应①的平衡常数为_________。