氮元素能形成多种多样的化合物．请回答:(1)298K时.在2L固定体积的密闭容器中.发生可逆反应:2NO2(g)?N2O4(g)△H=-a kJ/mol ．N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1．达平衡时.N2O4的浓度为NO2的2倍.回答下列问题:①298k时.该反应的平衡常数为6.67L•mol-1,②下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是A� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

7．氮元素能形成多种多样的化合物．请回答：
（1）298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-a kJ/mol （a＞0）．N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图1．达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题：

①298k时，该反应的平衡常数为6.67L•mol^-1（精确到0.01）；
②下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是A．
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的颜色不再变化
C．混合气体的气体压强保持不变
③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO₂）=0.6mol、n（N₂O₄）=1.2mol，则此时v_逆＜v_正（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）常温条件下，向100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示．试分析图中a、b、c、d、e五个点（该条件下硫酸第二步电离是完全的）．
①a点溶液的pH＜1（填“＞”、“＜”或“=”）；
②b点溶液中发生水解反应的离子是NH₄⁺；
③c点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
④d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d＞e（填“＞”、“＜”或“=”）．

分析（1）①有图可知N₂O₄的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，则NO₂的平衡浓度为0.3mol/L，带入平衡常数表达式计算；
②A．气体的质量不变，容积恒定，因此气体的密度为一定值；
B．混合气体的颜色不变，说明NO₂的浓度保持恒定；
C．反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）气压恒定时，正、逆反应速率相等；
③反应为放热反应，升高温度，K值减小，计算可知此时的浓度商Q=K（298K）＞K（398K），反应向逆反应方向移动，因此V_（正）＜V_（逆）；
（2）①常温条件下，向100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，硫酸氢铵溶液显酸性，铵根离子水解显酸性；
②a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄与Na₂SO₄；
③c点溶液呈中性，则溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三种成分；
④根据碱性溶液中，氢氧根离子浓度越大，水的电离程度越小进行分析．

解答解：（1）①有图可知N₂O₄的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，则NO₂的平衡浓度为0.3mol/L，则K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$=$\frac{0.6}{0．{3}^{2}}$=6.67，
故答案为：6.67；
②A．反应物和生成物全是气态物质，气体的质量不变，容积为2L保持恒定，由ρ=$\frac{m}{V}$可知气体的密度为一定值，因此气体的密度保持不变不一定处于平衡状态，故A正确；
B．混合气体的颜色不变说明NO₂的浓度不变，说明反应处于化学平衡状态，故B错误；
C．反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）是一个气体体积减小的反应，气压恒定时，正、逆反应速率相等，说明反应处于化学平衡状态，故C错误；
故答案为：A；
③反应为放热反应，升高温度，K值减小，密闭容器的体积为2L，因此的N₂O₄的浓度为0.6mol/L，NO₂的浓度为0.3mol/L，浓度商Q═$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$=$\frac{0.6}{0．{3}^{2}}$=6.67=K（298K）＞K（398K），反应向逆反应方向移动，故：V_（正）＜V_（逆），
故答案为：＜；
（2）①硫酸氢铵溶液显酸性，铵根离子水解显酸性，0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中氢离子浓度大于0.1mol/L，溶液PH＜1，
故答案为：＜；
②a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄与Na₂SO₄，溶液中发生水解反应的离子是NH₄⁺，
故答案为：NH₄⁺；
③c点溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三种成分，b点时c（Na⁺）=c（SO₄^2-），c点时c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根据N元素与S元素的关系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
④d、e溶液都为碱性溶液，溶液中的氢氧根离子抑制了水的电离，则氢氧化钠溶液体积越大，水的电离沉淀越小，故d点水的电离程度大于e点水的电离，
故答案为：＞．

点评本题考查平衡常数的计算、平衡的移动、离子浓度大小比较、盐类水解等知识点，题目难度中等，试题知识点较多，综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力；离子浓度大小比较常与盐类水解、弱电解质的电离联合考查，确定离子浓度大小时要结合电荷守恒、物料守恒来分析解答．

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（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理在硝化细菌的作用下将NH₄⁺氧化为NO₃^-（2NH₄⁺+3O₂=2HNO₂+2H₂O+2H⁺；2HNO₂+O₂=2HNO₃）．
然后加入甲醇，甲醇和NO₃^-反应转化为两种无毒气体．
①上述方法中，14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为64g．
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：6NO₃^-+5CH₃OH+6H⁺=3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O．
（4）甲醇燃料电池的工作原理如图2所示，则该电池负极的电极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂↑+6H⁺．

18．淀粉水解生成葡萄糖，为证明淀粉已开始转化为葡萄糖，可加入银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液进行检验；为证明淀粉已完全水解，可加入碘水，现象是不显蓝色．淀粉的最终水解产物是葡萄糖，蛋白质的最终水解产物是氨基酸．

15．K₂Cr₂O₇+14HCl （浓）═2KCl+2CrCl₃+3Cl₂↑+7H₂O，MnO₂+4HCl（浓）═MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．KMnO₄和一般浓度的盐酸即可反应，K₂Cr₂O₇需和较浓盐酸（＞6mol/L）反应，MnO₂需和浓盐酸（＞8mol/L）反应．根据以上信息，下列结论中不正确的是（　　）

	A．	上述反应既属于氧化还原反应，又属于离子反应
	B．	生成1 mol Cl₂转移电子数均为2N_A
	C．	盐酸浓度越大，Cl^-的还原性越强
	D．	氧化性：KMnO₄＞K₂Cr₂O₇＞Cl₂＞MnO₂

12．向含有1molFeCl₂的溶液中通入0.2molCl₂，再加入含0.1molX₂O₇^2-的酸性溶液，使溶液中Fe²⁺恰好全部被氧化为Fe³⁺，并使X₂O₇^2-还原为X³⁺，则n值为（　　）

19．根据如图，下列判断中正确的是（　　）

	A．	向烧杯a中加入少量K₃[Fe（CN）₆]溶液，没有蓝色沉淀生成
	B．	烧杯b中发生反应为Zn+2e^-=Zn²⁺
	C．	电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
	D．	烧杯a中发生反应O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，溶液pH降低

16．常温下，0.1mol•L^-1某一元酸（HA）溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$=1×10^-10，下列叙述正确的是（　　）

	A．	溶液中水电离出的c（H⁺）=10^-10 mol•L^-1
	B．	溶液中c（H⁺）+c（A^-）=0.1 mol•L^-1
	C．	与0.05 mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合，水的电离平衡向正向移动
	D．	上述溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释，溶液的c（OH^-）均增大

17．下面有关Na₂CO₃与NaHCO₃的性质说法错误的是（　　）

	A．	热稳定性：NaHCO₃＜Na₂CO₃
	B．	不可用氢氧化钙鉴别两者
	C．	两溶液碱性相同时的浓度：Na₂CO₃＞NaHCO₃
	D．	与同浓度的硫酸溶液反应放出气泡的快慢程度：NaHCO₃＞Na₂CO₃

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