Question

18．请按要求回答下列有关氮的化合物参与相关反应的问题：
Ⅰ、工业上常用NH₄Cl溶液将有毒的NaNO₂废液进行无害处理，写出该反应的离子方程式：NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O．
Ⅱ、已知汽车尾气净化原理之一：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0；
（1）判断该反应能自发进行的条件是低温．
（2）一定温度下，若在体积为2L的密闭容器中发生该化学反应，0～4min各物质的物质的量的变化（部分数据）如表所示：

	n（NO）/mol	n（CO）/mol	n（N2）/mol	n（CO2）/mol
起始	1.2	1.0	0	0
2min末			0.4
4min末				0.8

①0～2min内用NO来表示的平均反应速率v（NO）=0.2mol/（L．min）．
②此温度下该反应的化学平衡常数的值K=80；
平衡时CO的转化率α（CO）=80%．
（3）在恒温恒压条件下，下列叙述可确定该反应已达平衡的是CD．
A．消耗v（CO）等于消耗v（NO）           B．N₂与CO₂的物质的量之比为1：1时
C．混合气体的密度保持不变          D．气体平均相对分子质量保持不变
（4）若一定温度下，将一定量的NO、CO充入容积可变的密闭容器中，该反应达到平衡状态时容积为3L，c（N₂）随时间t的变化曲线如图所示．
①在t₂min时改变的条件是快速将容器的体积由3L压到2L．
②若将容器保持3L恒定，在t₂min时升高温度，t₃min时该反应重新达到平衡，请在上图中画出在t₂～t₄内c（N₂）的变化曲线．

Answer 1

分析 Ⅰ．NH₄Cl和NaNO₂反应生成N₂，NaCl和H₂O，并据强酸，强碱，大多数盐拆，书写离子方程式；
Ⅱ．（1）据△G=△H-T△S，进行判断，若△G＜0，反应能自发进行，据此进行分析；
（2）①据v=$\frac{△c}{△t}$进行计算；
②据K=$\frac{C（{N}_{2}）{C}^{2}（C{O}_{2}）}{{C}^{2}（NO）{C}^{2}（CO）}$进行计算；据方程式前面的系数，4minCO₂0.8mol，故CO的变化量为0.8mol，据v（CO）=$\frac{n变}{n原}×100%$，进行分析；
（3）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（4）①据影响平衡移动的因素分析；
②据温度升高反应向吸热方向进行作图；

解答 解：Ⅰ．NH₄Cl+NaNO₂=N₂+NaCl+2H₂O，并据强酸，强碱，大多数盐拆，故离子方程式为NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O，
故答案为：NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O；
Ⅱ．（1）据△G=△H-T△S，若△G＜0，反应能自发进行，此反应△S＜0，△H＜0，故只有低温时才能确保△G＜0，
故答案为：低温；
（2）①2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0
开始（c）    0.6              0.5              0                0
变化            0.4              0.4             0.2            0.4
2min            0.2              0.1             0.2            0.4
v（NO）=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案为：0.2mol/（L．min）；
②K=$\frac{C（{N}_{2}）{C}^{2}（C{O}_{2}）}{{C}^{2}（NO）{C}^{2}（CO）}$=$\frac{0.2×0．{4}^{2}}{0．{2}^{2}×0．{1}^{2}}$=80；
据方程式前面的系数，4minCO₂0.8mol，故CO的变化量为0.8mol，据v（CO）=$\frac{0.8mol}{1.0mol}×100%$=80%，
故答案为：80；80%；
（3）A．消耗CO和消耗NO都指的是正反应，故不能说明反应达到平衡，故A错误；
B．N₂与CO₂的物质的量之比为1：1时，不能说明体系浓度不变，故不能说明反应达到平衡，故B错误；
C．这是一个气体体积变化的反应，混合气体的密度保持不变，即浓度不变，故能说明反应达到平衡，故C正确；
D..这是一个气体体积变化的反应，气体平均相对分子质量保持不变，即气体总物质的量不变，体积是定值，由c=$\frac{n}{V}$，即浓度不变，故能说明反应达到平衡，故D正确；
故答案为：CD；
（4）①t₂min时氮气的浓度瞬间从3mol/L变化到4.5mol/L，故t₂min时改变的条件是快速将容器的体积由3L压到2L，
故答案为：快速将容器的体积由3L压到2L；
②由于温度升高反应向吸热方向进行，故t₂～t₄内c（N₂）的变化曲线为；
答：t₂～t₄内c（N₂）的变化曲线为．

点评 本题考查化学反应速率计算、化学平衡计算、化学平衡状态判断，难度不大，侧重对基础知识的巩固，注意判断化学平衡状态的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡．