Question

【题目】研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)　K1 △H1<0 (Ⅰ)

2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) 　K2 △H2<0 (Ⅱ)

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=______(用K1、K2表示)。

(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1molCl2，10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(NOCl)=7.5×10-3mol/(Lmin)，则平衡后n(Cl2)=______ mol，NO的转化率α1=______。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2______α1（填“>”“<”或“=”），平衡常数K2_____(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是______。

(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol/L的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为_________。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol/L，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol/L)。

(4)可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。

a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH

c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH

Answer 1

【答案】 0.025 75% 升高温度 c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)

【解析】

(1)依据化学平衡常数概念，结合反应化学方程式书写平衡常数，结合平衡常数表达式计算得到平衡常数关系；

(2)根据反应速率概念计算v=计算Cl2的平衡浓度，根据转化率概念的计算，转化率=×100%，计算NO的平衡转化率；反应(II)在恒压条件下进行，随反应进行，气体体积减小，为保持恒压所以容器体积减小，压强增大，平衡正向进行，平衡时NO的转化率α2增大；平衡常数随温度变化，不随浓度、压强变化，若要使K2减小，平衡逆向进行，反应是放热反应，依据平衡移动原理应升高温度，平衡逆向进行，平衡常数随温度变化；

(3)0.2mol NaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，由2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.1mol/L，NaNO2物质的量为0.1mol/L；

(4)HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol/L，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol/L，说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根离子水解程度小于亚硝酸根离子水解程度，溶液B碱性大于A溶液。

(1)①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)，△H1<0 (I)，平衡常数K1=；

②2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) △H2<0，平衡常数K2 =；

③4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=，计算得到K=；

(2)在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1molCl2，10min时反应(Ⅱ)达到平衡，测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol/(Lmin)，其物质的量n(ClNO)= 7.5×10-3mol/(Lmin)×10min×2L=0.15mol，则根据物质反应转化关系可知反应消耗NO的物质的量为n(NO)=n(ClNO)=0.15mol，反应消耗Cl2的物质的量为n(Cl2)=n(ClNO)=×0.15mol= 0.075mol，所以平衡时氯气的物质的量n(Cl2)=0.mol-0.075mol=0.025mol；NO的转化率α1=×100%=75%；其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，随反应进行，气体体积减小，为保持恒压所以容器体积减小，压强增大，平衡正向进行，平衡时NO的转化率α2增大；平衡常数只与温度有关，不随浓度、压强变化，温度不变，化学平衡常数K2不变；若要使K2减小，平衡逆向进行，由于该反应的正反应是放热反应，根据平衡移动原理应升高温度，平衡逆向进行；

(3)0.2mol NaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，由2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.1mol/L，NaNO2物质的量为0.1mol/L，溶液B为0.1mol/L的CH3COONa溶液；NaNO3是强酸强碱盐，不水解，c(NO3-)=0.1mol/L；CH3COOH、HNO2都是弱酸，HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4molL-1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5molL-1，说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度，离子水解程度越大，溶液中离子浓度就越小，溶液B碱性大于A溶液，所以c(CH3COO-)<c(NO2-)<0.1mol/L，则两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)；

(4)欲使溶液A和溶液B的pH相等，

a.溶液B碱性大于A溶液，向溶液A中加适量水，稀释溶液，碱性减弱，不能调节使两个溶液pH相等，a错误；

b.向溶液A中加适量NaOH，增大碱性，可以调节溶液pH相等，b正确；

c.向溶液B中加适量水，稀释溶液碱性减弱，可以调节溶液pH相等，c正确；

d.溶液B碱性大于A溶液，向溶液B中加适量NaOH，B溶液pH更大，d错误；

故合理选项是bc。