题目内容

【题目】根据所学知识,完成下面题目:
(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应获得:NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g).①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,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1 K1
4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)△H2 K2
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H3 K3
则△H3=(用△H1和△H2表示),K3=(用K1和K2表示).
②NaOH溶液可以吸收氮的氧化物:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O.室温下,用一定量的NaOH
溶液吸收NO、NO2混合气体,得到0.1mol/L的NaNO2溶液.已知HNO2的电离常数Ka=7.1×104
那么室温下NO2的水解常数Kh= , 0.1mol/L NaNO2溶液中从c(Na+ )、c(OH )、c(NO2 )、c(HNO2)的大小顺序为
(2)在3.0L密闭容器中,通入0.10mol CH4和0.20molNO2 , 在一定温度下进行反应,CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)△H<0,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t/min

0

2

4

6

8

10

总压强p/100kPa

4.80

5.44

5.76

5.92

6.00

6.00

①由表中数据计算0~4min内v(NO2)= , 该温度下的平衡常数K=(不必带单位).
②在一恒容装置中,通入一定量CH4和NO2 , 测得在相同时间内,在不同温度下,NO2的转化率如图(横坐标为反应温度,纵坐标为NO2转化率/%):

则下列叙述正确的是
A.若温度维持在200℃更长时间,NO2的转化率将大于19%
B.反应速率:b点的v (逆)>e点的 v (逆)
C.平衡常数:c点=d点
D.提高b点时NO2的转化率和反应速率,可适当升温或增大c(CH4

【答案】
(1)2△H1﹣△H2;1.4×1011;c(Na+ )>c(NO2)>c(OH)>c(HNO2
(2)0.01mol/(L?min);0.675;AD
【解析】解:(1)①已知:I.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)Ⅱ.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)根据盖斯定律,Ⅰ×2﹣Ⅱ可得:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),该反应△=2△H1﹣△H2 , 平衡常数K3= ,所以答案是:2△H1﹣△H2 ;②NO2的水解常数Kh= = = = =1.4×1011 , 溶液中NO2离子水解,溶液呈碱性,水也电离生成氢氧根离子,浓度顺序为:c(Na+ )>c(NO2)>c(OH)>c(HNO2),所以答案是:1.4×1011;c(Na+ )>c(NO2)>c(OH)>c(HNO2);(2)①压强之比等于物质的量之比,则4min时混合气体总物质的量为(0.1+0.2)mol× =0.36mol,由方程式可知1molNO2反应时混合气体物质的量增大1mol,则反应的NO2为2×(0.36﹣0.3)mol=0.12mol,0~4min内v(NO2)= =0.01mol/(Lmin);
8min时处于平衡状态,压强之比等于物质的量之比,则平衡时混合气体总物质的量为(0.1+0.2)mol× =0.375mol,设参加反应的均为为xmol,则:
CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)
起始量(mol):0.1 0.2 0 0 0
变化量(mol):x 2x x x 2x
平衡量(mol):0.1﹣x 0.2﹣2x x x 2x
所以0.1﹣x+0.2﹣2x+x+x+2x=0.375,解得x=0.075,
则平衡常数K= = =0.675,所以答案是:0.01mol/(Lmin);0.675;②图为测得在相同时间内,在不同温度下NO2的转化率,温度400℃、500℃转化率最大,处于平衡状态,之前没有到达平衡,之后升高温度,转化率降低,平衡逆向移动.A.图中200℃时,反应没有到达平衡,向正反应进行,温度维持在200℃更长时间,NO2的转化率将大于19%,故A正确;B.b点反应向正反应进行,e处于平衡状态,且E温度高,故b点的v (逆)<e点的 v (逆),故B错误;C.c、d温度不同,平衡常数不同,故C错误;D.增大反应物浓度可以加快反应速率,提高其他物质的转化率,b向正反应进行,当升温可以加快速率,反应继续向正反应进行并到达平衡,故D正确,故选:AD.
解:(1)①已知:I.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)
Ⅱ.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
根据盖斯定律,Ⅰ×2﹣Ⅱ可得:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),该反应△=2△H1﹣△H2 , 平衡常数K3=
所以答案是:2△H1﹣△H2
②NO2的水解常数Kh= = = = = =1.4×1011 , 溶液中NO2离子水解,溶液呈碱性,水也电离生成氢氧根离子,浓度顺序为:c(Na+ )>c(NO2)>c(OH)>c(HNO2),
所以答案是:1.4×1011;c(Na+ )>c(NO2)>c(OH)>c(HNO2);(2)①压强之比等于物质的量之比,则4min时混合气体总物质的量为(0.1+0.2)mol× =0.36mol,由方程式可知1molNO2反应时混合气体物质的量增大1mol,则反应的NO2为2×(0.36﹣0.3)mol=0.12mol,0~4min内v(NO2)= =0.01mol/(Lmin);
8min时处于平衡状态,压强之比等于物质的量之比,则平衡时混合气体总物质的量为(0.1+0.2)mol× =0.375mol,设参加反应的均为为xmol,则:
CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)
起始量(mol):0.1 0.2 0 0 0
变化量(mol):x 2x x x 2x
平衡量(mol):0.1﹣x 0.2﹣2x x x 2x
所以0.1﹣x+0.2﹣2x+x+x+2x=0.375,解得x=0.075,
则平衡常数K= = =0.675,
所以答案是:0.01mol/(Lmin);0.675;
②图为测得在相同时间内,在不同温度下NO2的转化率,温度400℃、500℃转化率最大,处于平衡状态,之前没有到达平衡,之后升高温度,转化率降低,平衡逆向移动.
A.图中200℃时,反应没有到达平衡,向正反应进行,温度维持在200℃更长时间,NO2的转化率将大于19%,故A正确;
B.b点反应向正反应进行,e处于平衡状态,且E温度高,故b点的v (逆)<e点的 v (逆),故B错误;
C.c、d温度不同,平衡常数不同,故C错误;
D.增大反应物浓度可以加快反应速率,提高其他物质的转化率,b向正反应进行,当升温可以加快速率,反应继续向正反应进行并到达平衡,故D正确,
故选:AD.
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识,掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效),以及对化学平衡的计算的理解,了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.

练习册系列答案
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【题目】Ⅰ. 某课外活动小组为了检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2CO2气体,设计了如图所示实验装置,abc为止水夹,B是用于储气的气囊,D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。

请回答下列问题

1对于易燃、易爆、有毒的化学物质,往往会在其包装上面贴上危险警告标签。浓硫酸的危险警告标签是_______

2装置A中发生反应的化学方程式为____________________________

3此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快,因此设计了虚框部分的装置,则正确的操作顺序是_________________(用操作编号填写)

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打开止水夹ac,关闭止水夹b

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Ⅱ. Cu与浓硫酸反应可得硫酸铜溶液。某学习小组将铜屑放入一定浓度的硫酸中,加热并不断鼓入空气也可得硫酸铜溶液,其反应原理为2CuO22H2SO42CuSO42H2O。现欲将12.8g铜完全溶解,加蒸馏水后得200 mL溶液。计算:

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