题目内容
某化学课外活动小组通过实验探究NO2的性质。已知：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。
任务1：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2均为止水夹，夹持装置已略去)。
(1)E装置中制取NO2的化学反应方程式是____________________________
____________________________________________。
(2)若NO2能够被NH3还原，预期在C装置中观察到的现象是________________________________________________________________。
(3)实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为有以下三种可能：
①NH3还原性较弱，不能将NO2还原；
②在此条件下，NO2的转化率极低；
③______________________________________________________________。
(4)此实验装置中一个明显的缺陷是__________________________________。
任务2：探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前，该小组同学提出三种假设。
假设1：二者不反应；
假设2：NO2能被Na2O2氧化；
假设3：________________________________________________________。
(6)为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换成Na2O2，另选F装置(如图所示)，重新组装进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)________。
②实验过程中，B装置中的粉末由淡黄色逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中发生反应的化学方程式为__________________________________
(1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)C装置中混合气体的颜色变浅 (3)在此条件下，该反应的化学反应速率极小 (4)缺少尾气吸收装置 (5)NO2能被Na2O2还原(其他合理答案也可)
(6)①EDBDF ②2NO2＋Na2O2=2NaNO3
【解析】(1)E中浓硝酸与铜片发生反应生成NO2：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)装置A用于制备NH3，NH3被碱石灰干燥后进入装置C中，装置E中生成的NO2经无水CaCl2干燥后也进入装置C中，由于NO2具有氧化性，NH3具有还原性，若NO2能被NH3还原，则在装置C中发生的反应为6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O，随着红棕色的NO2被消耗，装置C中混合气体的颜色逐渐变浅。(3)该同学是从反应原理探究NO2与NH3的反应，若在实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象，需从二者是否能发生反应、能反应但NO2的转化率很低或者能反应但反应速率很小，短时间内NO2的消耗量很少，短时间内看不到明显的现象。(4)由于多余的NH3、NO2会从装置C中竖放的玻璃管中逸出，从而会对环境造成影响，所以该实验需在装置C中竖放的玻璃管处连接一个尾气处理装置。(5)根据价态分析，NO2中氮元素处于中间价态，既有氧化性，又有还原性，Na2O2中的O元素也是处于中间价态，也具有氧化性和还原性，所以假设3应该是NO2能被Na2O2还原(或NO2能氧化Na2O2)。(6)①选择E装置制备NO2，选择D装置干燥NO2，选择B装置盛放Na2O2，选择F装置进行尾气处理，为防止F装置中的少量水蒸气对反应产生干扰，最好在B、F装置之间再加装D装置，故装置连接顺序为E→D→B→D→F。②假设2是NO2能被Na2O2氧化，根据B装置中的实验现象“粉末由淡黄色逐渐变成白色”，说明Na2O2与NO2发生了反应，NO2为还原剂，分子中N元素的化合价升高至＋5，反应产物又只有一种，推知为NaNO3，推测B装置中发生反应的化学方程式为2NO2＋Na2O2=2NaNO3。
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CH4(g)＋2NO2(g)
N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
实验 编号 | 温度 | 时间/min | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
1 | 130 ℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
2 | 180 ℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 |
| 0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。
(5)根据已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2