题目内容

1.Ⅰ、已知室温下,碳酸的电离常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11.NaHCO3水溶液显碱性,在NaHCO3溶液中继续逐渐通入二氧化碳,至溶液中n(HCO3-):n(H2CO3)=4.4时溶液可以达中性.
Ⅱ、工业上可通过CO和H2化合制得CH3OH:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H  (CO结构式为C≡O).又知某些化学键的键能(断开 1mol化学键时所需要的最低能量)数值如下表:
化学键C-CC-HH-HC-OC≡OH-O
键能
(kJ•mol-1)
3484134363581072463
则△H=-116kJ•mol-1.
Ⅲ、电化学降解NO3-的原理如图1所示.
 ①电源 A 极为正极(填“正极”或“负极”),阴极反应式为2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑.
②若电解过程中转移了 1mol 电子,则膜左侧电解液的质量减少量为9g.
Ⅳ、已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0.现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为 2L的恒温密闭玻璃容器中,10min反应达平衡.反应物浓度随时间变化关系如图2. 
①图2中共有两条曲线X和Y,其中曲线X表示NO2浓度随时间的变化.下列不能说明该反应已达到平衡状态的是B.
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
②前 10min内化学反应的平衡常数K(b) 值为$\frac{10}{9}$
③反应 25min 时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如图2所示的变化,该条件可能是增大NO2的浓度(用文字表达);其平衡常数 K(d)=K(b)(填“>”、“=”或“<”).

分析 Ⅰ、溶液为中性,则c(H+)=10-7mol/L,根据K=$\frac{[HC{{O}_{3}}^{-}]•[{H}^{+}]}{[{H}_{2}C{O}_{3}]}$计算;
Ⅱ、焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和,以此来解答;
Ⅲ、①根据图象知,硝酸根离子得电子发生氧化反应,则Ag-Pt作阴极,Pt电极为阳极,A为正极,B为负极,以此解答该题;
②由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极,转移1mol电子时,计算阳极上消耗的水的量以及进入阴极室的阳离子的量,进而计算质量的变化;
Ⅳ、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;容器内混合气体的体积不变,质量不变所以密度不变;
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(NO2);
③由曲线看出25 min时,NO2的浓度突然增大;温度不变,化学平衡常数不变.

解答 解:Ⅰ、溶液为中性,则c(H+)=10-7mol/L,K=$\frac{[HC{{O}_{3}}^{-}]•[{H}^{+}]}{[{H}_{2}C{O}_{3}]}$=4.4×10-7,则$\frac{[HC{{O}_{3}}^{-}]}{[{H}_{2}C{O}_{3}]}$=4.4;
故答案为:4.4;
Ⅱ、由表格数据及CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)可知,△H1=(1072kJ/mol)+(436kJ/mol)×2-[413kJ/mol×3+358kJ/mol+463kJ/mol]=-116 kJ•mol-1,
故答案为:-116 kJ•mol-1;
Ⅲ、①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极,在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2,利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成,所以阴极上发生的电极反应式为:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O,
故答案为:正极;2NO3-+10e-+12H+=6H2O+N2↑;
②由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极,转移1mol电子时,阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗0.5mol水,产生1molH+进入阴极室,阳极室质量减少9g.
故答案为:9;
Ⅳ、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;
A.随反应进行混合气体物质的量增大,恒温恒容下压强增大,容器内混合气体的压强不随时间变化而改变,说明反应到达平衡,故A正确;
B.混合气体总质量不变,容器容积不变,容器内混合气体的密度为定值,故B错误;
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变,说明二氧化氮的浓度不变,反应到达平衡,故C正确;
D.混合气体总质量不变,随反应进行混合气体物质的量增大,平均相对分子质量减小,当容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变,说明反应到达平衡,故D正确;
故答案为:X;B;
②0~15min,反应2NO2(g)?N2O4(g),v(NO2)=0.6mol•L-1,v(N2O4)=0.4mol•L-1,则K=$\frac{[{N}_{2}{O}_{4}]}{[N{O}_{2}]^{2}}$=$\frac{0.4}{0.{6}^{2}}$=$\frac{10}{9}$,故答案为:$\frac{10}{9}$;
③由曲线看出25 min时,NO2的浓度突然增大,可知改变的条件为增大NO2的浓度;温度不变,化学平衡常数不变,
故答案为:增大NO2的浓度;=.

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象等,Ⅳ为易错点,学生容易认为d点二氧化氮浓度大,则二氧化氮含量高,难度中等.

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