Question

18．請按要求回答下列有關(guān)氮的化合物參與相關(guān)反應(yīng)的問題：
Ⅰ、工業(yè)上常用NH₄Cl溶液將有毒的NaNO₂廢液進行無害處理，寫出該反應(yīng)的離子方程式：NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O．
Ⅱ、已知汽車尾氣凈化原理之一：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0；
（1）判斷該反應(yīng)能自發(fā)進行的條件是低溫．
（2）一定溫度下，若在體積為2L的密閉容器中發(fā)生該化學(xué)反應(yīng)，0～4min各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化（部分?jǐn)?shù)據(jù)）如表所示：

	n（NO）/mol	n（CO）/mol	n（N2）/mol	n（CO2）/mol
起始	1.2	1.0	0	0
2min末			0.4
4min末				0.8

①0～2min內(nèi)用NO來表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=0.2mol/（L．min）．
②此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的值K=80；
平衡時CO的轉(zhuǎn)化率α（CO）=80%．
（3）在恒溫恒壓條件下，下列敘述可確定該反應(yīng)已達平衡的是CD．
A．消耗v（CO）等于消耗v（NO）           B．N₂與CO₂的物質(zhì)的量之比為1：1時
C．混合氣體的密度保持不變          D．氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變
（4）若一定溫度下，將一定量的NO、CO充入容積可變的密閉容器中，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時容積為3L，c（N₂）隨時間t的變化曲線如圖所示．
①在t₂min時改變的條件是快速將容器的體積由3L壓到2L．
②若將容器保持3L恒定，在t₂min時升高溫度，t₃min時該反應(yīng)重新達到平衡，請在上圖中畫出在t₂～t₄內(nèi)c（N₂）的變化曲線．

Answer 1

分析 Ⅰ．NH₄Cl和NaNO₂反應(yīng)生成N₂，NaCl和H₂O，并據(jù)強酸，強堿，大多數(shù)鹽拆，書寫離子方程式；
Ⅱ．（1）據(jù)△G=△H-T△S，進行判斷，若△G＜0，反應(yīng)能自發(fā)進行，據(jù)此進行分析；
（2）①據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$進行計算；
②據(jù)K=$\frac{C（{N}_{2}）{C}^{2}（C{O}_{2}）}{{C}^{2}（NO）{C}^{2}（CO）}$進行計算；據(jù)方程式前面的系數(shù)，4minCO₂0.8mol，故CO的變化量為0.8mol，據(jù)v（CO）=$\frac{n變}{n原}×100%$，進行分析；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；
（4）①據(jù)影響平衡移動的因素分析；
②據(jù)溫度升高反應(yīng)向吸熱方向進行作圖；

解答 解：Ⅰ．NH₄Cl+NaNO₂=N₂+NaCl+2H₂O，并據(jù)強酸，強堿，大多數(shù)鹽拆，故離子方程式為NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O，
故答案為：NH₄⁺+NO₂^-=N₂↑+2H₂O；
Ⅱ．（1）據(jù)△G=△H-T△S，若△G＜0，反應(yīng)能自發(fā)進行，此反應(yīng)△S＜0，△H＜0，故只有低溫時才能確�！鱃＜0，
故答案為：低溫；
（2）①2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0
開始（c）    0.6              0.5              0                0
變化            0.4              0.4             0.2            0.4
2min            0.2              0.1             0.2            0.4
v（NO）=$\frac{0.4mol/L}{2min}$=0.2mol/（L．min），
故答案為：0.2mol/（L．min）；
②K=$\frac{C（{N}_{2}）{C}^{2}（C{O}_{2}）}{{C}^{2}（NO）{C}^{2}（CO）}$=$\frac{0.2×0．{4}^{2}}{0．{2}^{2}×0．{1}^{2}}$=80；
據(jù)方程式前面的系數(shù)，4minCO₂0.8mol，故CO的變化量為0.8mol，據(jù)v（CO）=$\frac{0.8mol}{1.0mol}×100%$=80%，
故答案為：80；80%；
（3）A．消耗CO和消耗NO都指的是正反應(yīng)，故不能說明反應(yīng)達到平衡，故A錯誤；
B．N₂與CO₂的物質(zhì)的量之比為1：1時，不能說明體系濃度不變，故不能說明反應(yīng)達到平衡，故B錯誤；
C．這是一個氣體體積變化的反應(yīng)，混合氣體的密度保持不變，即濃度不變，故能說明反應(yīng)達到平衡，故C正確；
D..這是一個氣體體積變化的反應(yīng)，氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變，即氣體總物質(zhì)的量不變，體積是定值，由c=$\frac{n}{V}$，即濃度不變，故能說明反應(yīng)達到平衡，故D正確；
故答案為：CD；
（4）①t₂min時氮氣的濃度瞬間從3mol/L變化到4.5mol/L，故t₂min時改變的條件是快速將容器的體積由3L壓到2L，
故答案為：快速將容器的體積由3L壓到2L；
②由于溫度升高反應(yīng)向吸熱方向進行，故t₂～t₄內(nèi)c（N₂）的變化曲線為；
答：t₂～t₄內(nèi)c（N₂）的變化曲線為．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計算、化學(xué)平衡計算、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷，難度不大，側(cè)重對基礎(chǔ)知識的鞏固，注意判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡．