Question

【題目】氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

(1)氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。

已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1(a>0)

2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1(b>0)

若用CO還原NO2至N2，當消耗標準狀況下3.36L CO時，放出的熱量為___________kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。

(2)在373K時，向體積為2L的恒容真空容器中通入0.40 mol NO2，發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.0 kJ·mol-1。測得NO2的體積分數(shù)[ (NO2)]與反應時間(t)的關(guān)系如下表：

①0～20 min內(nèi)，v(N2O4)=________mol·L-1·min-1。

②上述反應中，v(NO2)=k1·c2(NO2)，v(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2為速率常數(shù)，則373K時，k1、k2的數(shù)學關(guān)系式為_____________。改變溫度至T1時k1=k2，則T1_________373K(填“>”、“<”或“=”)。

(3)連二次硝酸(H2N2O2)是一種二元弱酸。25℃時，向100 mL 0.1 mol·L-1H2N2O2溶液中加入V mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液。(已知25℃時，連二次硝酸的Ka1=10-7，Ka2=10-12)

①若V=100，則所得溶液中c(H2N2O2)_____________c(N2O22-) (填“>”、“<”或“=”)，通過計算解釋原因____________________________________________________________。

②若V=200，則所得溶液中離子濃度由大到小的順序為________________________。

Answer 1

【答案】 或 2.0×10-3 k1=60k2 > > 恰好完全反應生成NaHN2O2，Kh(HN2O2－)＝＞Ka2＝10－12，水解程度大于電離程度，因此溶液中c(H2N2O2)＞c(N2O22－) c(Na＋)＞c(N2O22－)＞c(OH－)＞c(HN2O2－)＞c(H＋)

【解析】試題分析：(1)根據(jù)蓋斯定律書寫用CO還原NO2至N2的熱化學方程式，再根據(jù)熱化學方程式計算消耗標準狀況下3.36L CO時放出的熱量；(2) ①根據(jù) 計算v(N2O4)； ②先計算達到平衡時NO2、N2O4的濃度，再根據(jù)平衡時v(NO2)：v(N2O4)=2:1計算k1、k2的數(shù)學關(guān)系式；(3) ①若V=100，溶液中的溶質(zhì)是NaHN2O2；②若V=200，溶液中的溶質(zhì)是Na2N2O2；

解析：(1) ①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1(a>0)；②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1(b>0)；根據(jù)蓋斯定律①②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g) △H=(-2a-b) kJ·mol-1，標準狀況下3.36L CO的物質(zhì)的量是0.15mol，消耗標準狀況下3.36L CO時放出的熱量 kJ；(2) ①設(shè) 0～20 min內(nèi)生成N2O4的物質(zhì)的量是xmol，

X=0.08mol，v(N2O4)= mol/L = 2.0×10-3。

②設(shè)平衡時N2O4的濃度x mol/L，

X=0.075 mol/L，v(NO2)：v(N2O4)=2:1即k1·c2(NO2)：k2·c(N2O4)=2:1，k10.0025：k20.075=2:1，所以k1=60k2。若改變溫度至T1時k1=k2，則正反應速率小于逆反應速率，平衡逆向移動，該反應的正反應放熱，所以T1>373K；(3) ①若V=100，溶液中的溶質(zhì)是NaHN2O2，HN2O2-的電離平衡常數(shù)是10-12，水解平衡常數(shù)是，水解大于電離，所以 c(H2N2O2)>c(N2O22-)；②若V=200，溶液中的溶質(zhì)是Na2N2O2，N2O22－發(fā)生兩步水解反應，所以所得溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na＋)＞c(N2O22－)＞c(OH－)＞c(HN2O2－)＞c(H＋)。