题目内容

14．现将一定量N2O4和NO2的混合气体通入体积为2L的恒温恒容密闭玻璃容器中，发生反应：2NO2（g）?N2O4（g）；△H＜0，各物质浓度随时间变化关系如图．

（1）图中曲线Y（填“X”或“Y”）表示c（N2O4）随时间的变化．
（2）图中b点的平衡常数K的值为0.9
（3）其他条件不变，若起始时向该容器中通入0.4mol N2O4和0.2mol NO2，则v正＞v逆（填“＞”、“=”或“＜”）；若升温该反应的平衡常数K增大（填“增大”、“减小”或“不变”），判断理由是N2O4分解为NO2是吸热反应，温度升高，平衡右移，平衡常数增大．
（4）25min时，改变的外界条件是增大NO2的浓度，图象中a、b、c、d四点中的c点体系颜色最深．

分析 （1）根据反应方程式2NO2（g）?N2O4（g）可知，NO2的浓度变化是N2O4浓度变化量的2倍，据此结合图象中物质浓度的变化量判断；
（2）NO2的浓度变化是N2O4浓度变化量的2倍，0～15min，二氧化氮浓度增大，四氧化二氮浓度减小，平衡逆向进行，根据图象求出平衡时的浓度，再根据K的表达式求出K；
（3）计算此时的浓度商Q和平衡常数比较判断反应进行的方向，反应为N2O4（g）?2NO2（g），△H＞0，升温平衡正向进行，平衡常数增大；
（4）25min时二氧化氮浓度急剧增大，此时四氧化二氮浓度不变，随反应进行二氧化氮浓度进行，四氧化二氮浓度增大，平衡逆向进行，图象可知二氧化氮浓度最大的点气体颜色最深．

解答 解：（1）由图可知10-25min平衡状态时，X表示的生成物的浓度变化量为（0.6-0.2）mol/L=0.4mol/L，Y表示的反应物的浓度变化量为（0.6-0.4）mol/L=0.2mol/L，X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍，所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线，
故答案为：Y；
（2）NO2的浓度变化是N2O4浓度变化量的2倍，b点0～15min，反应N2O4（g）?2NO2（g），平衡浓度为c（NO2）=0.6mol•L-1，c（N2O4）=0.4mol•L-1，则K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{c（{N}_{2}{O}_{4}）}$=$\frac{0．{6}^{2}}{0.4}$=0.9，故答案为：0.9；
（3）其他条件不变，若起始时向该容器中通入0.4mol N2O4和0.2mol NO2，NO2浓度为0.1mol/L，N2O4浓度为0.2mol/L，Qc=$\frac{0．{1}^{2}}{0.2}$=0.05＜K=0.9，则平衡正向进行，则v正＞v逆，反应进行的方向是吸热反应方向，若升温平衡正向进行，该反应的平衡常数K增大，
故答案为：＞；增大；N2O4分解为NO2是吸热反应，温度升高，平衡右移，平衡常数增大；
（4）25min时二氧化氮浓度急剧增大，此时四氧化二氮浓度不变，随反应进行二氧化氮浓度进行，四氧化二氮浓度增大，平衡逆向进行，所以改变的条件是增大二氧化氮的浓度，图象可知二氧化氮浓度最大的点气体颜色最深，c点的二氧化氮浓度最大，颜色最深，
故答案为：增大NO2的浓度；c．

点评 本题考查了化学平衡状态、化学反应速率的计算和影响因素分析判断，主要是反应进行方向和气体颜色变化的判断，题目难度中等．

练习册系列答案
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4．为提纯下列物质（括号内物质为杂质），所选用的试剂和分离方法均正确的是（　　）
物质除杂试剂分离方法
A硫酸亚铁溶液（硫酸铜）铁粉结晶
BBaSO4（BaCO3）盐酸过滤
CNaCl溶液（I2）乙醇分液
D铁粉（铜粉）硫酸过滤
A．AB．BC．CD．D
5．将30mL0.5mol/LH2SO4溶液加水稀释到500mL，稀释后溶液中H+的物质的量浓度为（　　）
A．0.03mol/LB．0.04mol/LC．0.05mol/LD．0.06mol/L
2．我国有较长的海岸线，浩渺的海洋是一个巨大的物质资源和能量的宝库．目前，世界各国都在研究如何充分利用海洋资源．
I．海水淡化可采用膜分离技术．如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中其它各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水．对加压后右侧海水成分变化分析正确的是B
A．溶质质量增加     B．溶剂质量减少
C．溶液质量不变     D．溶质质量分数减少
Ⅱ．从海水中提取食盐，采用的方法是海水晒盐．粗盐中除含有泥沙等不溶性杂质外，还含有MgCl2、CaCl2和Na2SO4等可溶性杂质．现欲得到纯净的食盐晶体，需经过多步操作．试回答：
（1）将粗盐溶于水，得到悬浊液．为除去不溶性杂质，需要选用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）检验滤液中含有SO42-的方法先加稀盐酸，再加BaCl2溶液．
（3）欲除去食盐水中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4，应向该食盐水中依次加入NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，然后过滤；为尽可能除去杂质，每次加入的试剂应稍过量．
（4）向所得溶液中滴加稀盐酸至无气泡产生，再经蒸发结晶得到食盐晶体．
Ⅲ．世界上60%的镁是从海水中提取的，已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、604℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁．海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁，最合理的方法是D
A．海水$\stackrel{NaOH}{→}$Mg（OH）2$\stackrel{电解}{→}$Mg
B．海水$\stackrel{HCl}{→}$ MgCl2溶液→MgCl2熔融$\stackrel{电解}{→}$Mg
C．海水$\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）2$\stackrel{灼热}{→}$MgO$\stackrel{电解}{→}$ Mg
D．海水$\stackrel{石灰乳}{→}$Mg（OH）2$\stackrel{HCl}{→}$MgCl2溶液→MgCl2熔融$\stackrel{电解}{→}$Mg
Ⅳ．海水中溴的储藏量十分丰富，约占地球溴总藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg•L-1．其工业提取方法有：
（1）空气吹出纯碱吸收法．方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质．该方法涉及的反应有：
①Cl2+2Br-=Br2+2Cl-（写出离子方程式）；
②3Br2+3CO32-═BrO3-+5Br-+3CO2↑；
③BrO3-+5Br-+6H+═3Br2+3H2O．
其中反应②中氧化剂是Br2；还原剂是Br2．
（2）空气吹出SO2吸收法．该方法基本同（1），只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴．
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4．
（3）溶剂萃取法．该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的．实验室中萃取用到的实验仪器名称是分液漏斗．下列可以用于海水中溴的萃取的试剂是②④．
①乙醇  ②四氯化碳  ③硝酸  ④苯．
9．已知A～F是中学化学中常见物质，其中A、C、E为气体，且A能使品红溶液褪色；B、D为液体，D的浓溶液在常温下能使铁钝化；F的浓溶液与X共热通常用于实验室制备单质C；X是一种黑色粉末，B分子中有18个电子．反应中部分生成物已略去．

（1）写出反应②的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）写出反应①、⑥的离子方程式：①Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-； ⑥MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
（3）根据图中信息，B、C、D、X氧化性从强到弱的顺序是MnO2＞Cl2＞H2O2＞H2SO4（稀）．
19．单晶硅是信息产业中重要的基础材料．以石英砂为原料制备硅的过程示意如下：

从资料中查知：粗硅中含铁、铝等杂质；SiCl4熔点为-70℃，沸点57.6℃，在潮湿的空气中能发生水解反应．请回答下列问题：
（1）过程Ⅰ中石英砂的主要成分SiO2与焦炭反应，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2．
（2）过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备，制备Cl2的化学方程式是2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑．干燥Cl2时，从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入到浓H2SO4中．这样冷却的作用是使水蒸气冷凝，减少进入浓硫酸的水量，保持持续的吸水性，同时减少了放出的热量．
（3）某学习小组模拟过程Ⅲ设计了以下制取纯硅的实验装置（热源及夹持装置略去）．

①装置C用石英管而不用普通玻璃管的原因是高温时普通玻璃管会软化，石英管耐高温．
②使SiCl4从装置B中逸出与H2充分混合，应采取的措施是对B装置进行水浴加热．为防止空气污染，含有SiCl4的尾气要通入盛有NaOH溶液的烧杯中，反应的化学方程式是SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O．
③为保证制备纯硅实验的成功，除检查实验装置的气密性，控制好反应温度、进行尾气处理外，还应对该装置进行的改进是在A与B之间连接一盛有浓硫酸的洗气瓶或盛有碱石灰的干燥管．如果只按如图装置进行实验，装置B中除产生气泡和液面下降外，还可观察到的现象是B中液面上方产生少量白雾，液体中有少量白色胶状物生成．
④为鉴定产品中是否含有少量铁单质，某同学将试样用稀盐酸溶解．取上层清液，选取现有的下列试剂进行实验，其中最适宜是c．
a．碘水         b．KSCN溶液       c．NaOH溶液       d．Na2SO3溶液．
6．NaHA是二元酸H2A的酸式盐，下列说法不正确的是（　　）
A．若NaHA溶液呈酸性，则H2A一定是强酸
B．若NaHA溶液呈碱性，则H2A一定是弱酸
C．NaHA溶液中Na+和HA-的个数之比一定大于1：1
D．NaHA晶体中的阴阳离子个数比一定是1：1
3．在20L氧气中充分燃烧4.0L乙烷，反应后的体积为多少？如将生成的气体通入足量石灰水中，剩余气体的体积是多少？（气体体积均为常温时的体积）
15．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是（　　）
A．Na2O和Na2O2B．Na2O2和Na2CO3C．Na2CO3D．Na2O

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