Question

11．（1）已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（I）△H=-890.3KJ•mol^-1．
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180KJ•mol^-1．
CH₄可用于燃煤脱硝．CH₄（g）+4NO（g）=CO₂（g）+2N₂（g）+2H₂O（I）△H=-1250.3 kJ•mol^-1．
（2）一定温蒂下，在密闭容器中反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.20KJ•mol^-1达到平衡，其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是BC（填字母）
A．减小NO₂的浓度  B．降低温度  C．增加NO₂的浓度  D．升高温度
（3）在一定温度和压强下，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（N₂O₄）=0.0120mol•L^-1（已知2NO₂（g）?N₂O₄（g）反应在该温度下的平衡常数K=$\frac{40}{3}$．计算平衡时NO₂物质的量浓度（写出计算过程）．平衡时：c（N₂O₄）=0.0120mol/L，设c（NO₂）=xmol/L； K=$\frac{0.012}{{x}^{2}}$=$\frac{40}{3}$，解得x=0.03mol/L，答：平衡时NO₂物质的量浓度是0.03mol/L
（4）亚硝酸钠（NaNO₂）试剂中NaNO₂含量的测定方法如下：
称取10000g样品，置于锥形瓶中，加少量水溶解后，边摇边缓缓加入6.00mL1.0mol•L^-1的高锰酸钾标准溶液．放置10min，再向溶液中加入30000g碘化钾固体，摇匀，置于暗处5min后，用0.1mol•L^-1硫代硫酸钠标准溶液滴定．消耗Na₂S₂O₃的体积为20.00mL．计算NaNO₂的质量分数（写出计算过程）．
已知：①5NO${\;}_{2}^{-}$和2MnO${\;}_{4}^{-}$+6H⁺=5NO${\;}_{2}^{-}$+2Mn^2-+3H₂O
②10I^-+2MnO${\;}_{4}^{-}$+16H^-=5I₂+2Mn^2-+8H₂O
③2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．

Answer 1

分析 （1）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
根据盖斯定律：①-2×②得CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2N₂（g）+2H₂O（l），据此计算；
（2）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要提高二氧化氮的转化率，只要改变条件使化学平衡向正反应方向移动即可，依据平衡移动原理分析选项；
（3）根据平衡常数表达式结合三行式来计算物质的平衡浓度；
（4）根据反应①②③得到亚硝酸钠、高锰酸钾、消耗Na₂S₂O₃之间的量的关系式为：5NO₂^-～2MnO₄^-，10Na₂S₂O₃～5I₂～2MnO₄^-，据此回答计算．

解答 解：（1）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1，②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
根据盖斯定律：①-2×②得CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2N₂（g）+2H₂O（l），△H=-890.3kJ•mol^-1-2×（+180kJ•mol^-1）=-1250.3 kJ•mol^-1；
故答案为：-1250.3 kJ•mol^-1；
（2）该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应，要使该反应向正反应方向移动，可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等，
A、减小N0₂的浓度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故A错误；
B．降低温度，平衡向正反应方向移动，N0₂的转化率提高，故B正确；
C．增加N0₂的浓度，相当于体系压强增大，利于反应向正反应方向移动，N0₂的转化率提高，故C正确；
D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，N0₂的转化率降低，故D错误；
故答案为：BC；
（3）根据题意知平衡时：c（N₂O₄）=0.0120mol/L，设c（NO₂）=xmol/L； K=$\frac{0.012}{{x}^{2}}$=$\frac{40}{3}$，解得x=0.03mol/L，故答案为：平衡时：c（N₂O₄）=0.0120mol/L，设c（NO₂）=xmol/L； K=$\frac{0.012}{{x}^{2}}$=$\frac{40}{3}$，解得x=0.03mol/L，答：平衡时NO₂物质的量浓度是0.03mol/；
（4）6.00mL1.0mol•L^-1的高锰酸钾标准溶液的物质的量是1.0mol/L×0.006L=0.006mol，设和碘离子反应消耗的高锰酸钾的物质的量位n，则：
  10Na₂S₂O₃～5I₂～2MnO₄^-，
10                2
0.1mol/L×0.02L   n
n=0.0004mol，和亚硝酸钠反应的高锰酸钾的量是0.006mol-0.0004mol=0.0056mol，根据关系式：5NO₂^-～2MnO₄^-，得到
     5NO₂^-～2MnO₄^-，
    5×69    2mol
             0.0056mol
所以亚硝酸钠的质量：$\frac{0.0056mol×5×69}{2mol}$g=0.966g，所以亚硝酸钠的质量分数为：$\frac{0.966g}{1.0g}$×100%=96.6%，
答：亚硝酸钠的质量分数是96.6%．

点评 本题考查化学平衡计算、反应热计算、影响化学平衡因素分析判断、物质含量的测定等知识，注意滴定实验的计算是难点，掌握基础是解题关键，难度中等．