题目内容
【题目】NO2和N2O4的相互转化2NO2(g)
N2O4(g)是高中乃至大学讨论化学平衡问题的常用体系。请回答：
Ⅰ.将N2O4 (g)转化为N2O4(l)，可用来制备硝酸。
(1)已知2NO2(g)N2O4(g) △H1 2NO2(g)N2O4(l) △H2
下列能量变化示意图正确的是__________。
A．
B．
C．
(2)NO2和N2O4物质的量之比为1:1与O2和H2O恰好完全反应的化学方程式为__________。
Ⅱ.对于2NO2(g)N2O4(g)反应体系，标准平衡常数Kθ=
，其中Pθ为标准压强(1×105 Pa)，P(N2O4)和P(NO2)为各组分平衡分压(平衡分压=总压×物质的量分数)。
(1)若起始NO2的物质的量设为1mol，反应在恒定温度和标准压强下进行，N2O4的平衡产率为0.75，则Kθ=____________。
(2)利用现代手持技术传感器可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。
①B点时NO2的转化率为_______。
②E、H两点对应气体的平均相对分子质量ME____MH(填“＜、＞或=”)。
Ⅲ.以连二硫酸根(S2O42-)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：
(3)①阴极区的电极反应式为_________。
②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电时电路中转移了0.3mole－，则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为____mL。
Ⅳ.常温下，将a mol·L-1的醋酸与bmol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=_____(用含a和b的代数式表示)。
【答案】B 4NO2+4N2O4+3O2+6H2O=12HNO3 3.75 6% ＜ 2SO32-＋4H＋＋2e－=S2O42-＋2H2O 1344 
【解析】
Ⅰ．(1)2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，则△H1＜0； 2NO2(g)N2O4(l)为放热反应，则△H2＜0，N2O4(g)转化为N2O4(l)为放热反应，则能量：N2O4(g)＞N2O4(l)，据此分析判断；(2)四氧化二氮能转化为二氧化氮，二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，按照要求书写反应的化学方程式；
Ⅱ．(1)如果1mol二氧化氮完全转化为四氧化二氮，则生成四氧化二氮的物质的量为0.5mol，N2O4的平衡产率为0.75，则生成n(N2O4)=0.5×0.75mol=0.375mol，消耗的n(NO2)=2×0.375mol=0.75mol，求出平衡时混合总气体物质的量，平衡分压=总压×物质的量分数计算出PN2O4和PNO2，结合Kθ=
计算；
(2)①恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，设开始时二氧化氮的物质的量为1mol，则B点混合气体总物质的量=
×1mol=0.97mol，根据方程式求出参加反应的n(NO2)，再计算二氧化氮的转化率；②恒容时压强越大气体总物质的量越大，反应前后气体总质量不变，则混合气体平均相对分子质量减小；
III．(3)①根据图像，阴极区通入的液体主要含SO32-，流出主要含S2O42-，据此书写阴极区的电极反应式；②由于NO吸收转化后的主要产物为NH4+，根据转移的电子求出吸收的NO；
Ⅳ．将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合，溶液中溶质为醋酸钡和氢氧化钡，反应平衡时，2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性，依据电离方程式计算醋酸的电离平衡常数。
Ⅰ．(1)2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，则△H1＜0，反应物总能量大于生成物总能量； 2NO2(g)N2O4(l)为放热反应，则△H2＜0，反应物总能量大于生成物总能量，N2O4(g)转化为N2O4(l)为放热反应，则能量：N2O4(g)＞N2O4(l)，只有B符合，故答案为：B；
(2)四氧化二氮能转化为二氧化氮，二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，NO2和N2O4物质的量之比为1:1与O2和H2O恰好完全反应的化学方程式为4NO2+4N2O4+3O2+6H2O=12HNO3，故答案为：4NO2+4N2O4+3O2+6H2O═12HNO3；
Ⅱ．(1)如果1mol二氧化氮完全转化为四氧化二氮，则生成四氧化二氮的物质的量为0.5mol，N2O4的平衡产率为0.75，则生成n(N2O4)=0.5×0.75mol=0.375mol，消耗的n(NO2)=2×0.375mol=0.75mol，平衡时混合总气体物质的量=(0.375+1-0.75)mol=0.625mol，PN2O4=
×Pθ=0.6Pθ，PNO2=
×Pθ=0.4Pθ，标准平衡常数Kθ==
=3.75，故答案为：3.75；
(2)①恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，设开始时二氧化氮的物质的量为1mol，则B点混合气体总物质的量=×1mol=0.97mol，根据方程式2NO2(g)
N2O4(g)知，反应前后减少的物质的量相当于参加反应的二氧化氮的物质的量一半，则参加反应的n(NO2)=(1-0.97)mol×2=0.06mol，二氧化氮转化率=
×100%=6%，故答案为：6%；
②恒容时压强越大，气体总物质的量越大，反应前后气体总质量不变，则混合气体平均相对分子质量越小，t1时增大容器体积，导致压强减小，平衡逆向移动，导致气体相对分子质量减小；t2缩小容器体积，压强增大，平衡正向移动，气体物质的量减小，最小的是H点，则H点是相对分子质量最大的点，E、H两点对应气体的平均相对分子质量ME＜MH，故答案为：＜；
III．(3)①由图可知，阴极区通入的液体主要含SO32-，流出主要含S2O42-，所以阴极区电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O，故答案为：2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；
②由于NO吸收转化后的主要产物为NH4+，NO～NH4+～5e-，若电路中转移0.3mol e-，则吸收NO 0.06mol，在标准状况下的体积为=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL，故答案为：1344。
Ⅳ．通常状况下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合，溶液中溶质为醋酸钡和氢氧化钡，反应平衡时，2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol/L，溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出K=
=
=
×10-7，故答案为：×10-7。
尖子生新课堂课时作业系列答案
【题目】现有部分元素的性质与原子(或分子)结构的相关信息如表所示：
元素编号 | 元素性质与原子(或分子)结构的相关信息 |
T | 最外层电子数是次外层电子数的 3 倍 |
X | 常温下单质分子为双原子分子，分子中含有 3 对共用电子对 |
Y | M 层比K 层少 1 个电子 |
Z | 其离子是第三周期金属元素的离子中半径最小的 |
(1)T、X、Y、Z 形成的简单离子半径由大到小的顺序是_____。(用离子符号表示)
(2)元素 Y 与元素 Z 相比，金属性较强的是_____(用元素符号表示)，下列表述中能 证明这一事实的是_____(填字母序号)。
a.Y 单质的熔点比 Z 单质的低
b.Y 的化合价比Z 的低
c.常温下Y 单质与水反应的程度很剧烈，而Z 单质在加热条件下才能与水反应
d.Y 最高价氧化物对应的水化物的碱性比 Z 的强
(3)T、X、Y、Z 中有两种元素能形成既含离子键又含非极性共价键的常见化合物，写出该化合物的电子式：________，元素 X 与氢元素以原子个数比 1∶2 化合形成常用于火箭燃料的化合物 W，写出 W 的电子式_______
(4)元素 T 和氢元素以原子个数比 1∶1 化合形成化合物 Q， Q 能与 W 发生氧化还原反应， 生成X 的单质和T 的另一种氢化物，写出该反应的化学方程式：_______
