Question

18．氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用．請回答下列問題：
（1）在一個容積不變的密閉容器中，發(fā)生反應：
2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g） 當n（NO）：n（O₂）=4：1時，O₂的轉化率隨時間的變化關系如圖1所示．
①A點的逆反應速率v_逆（O₂）小于B點的正反應速率v_正（O₂）．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②NO的平衡轉化率為30%；當達到B點后往容器中再以4：1加入一些NO和 O₂，當達到新平衡時，則NO的百分含量小于B點NO的百分含量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（2）在圖2和圖3中出現(xiàn)的所有物質(zhì)都為氣體，分析圖2和圖3，可推測：
4NO（g）+3O₂（g）=2N₂O₅（g）△H=-787kJ/mol
（3）若往20mL 0.0lmol/L的弱酸HNO₂溶液中逐滴加入一定濃度的燒堿溶液，測得混合溶液的溫度變化如圖4所示，下列有關說法正確的是②③．
①該燒堿溶液的濃度為0.02mol/L
②該燒堿溶液的濃度為0.01mol/L
③HNO₂的電離平衡常數(shù)：b點＞a點
④從b點到c點，混合溶液中一直存在：c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖知，A點未達到平衡狀態(tài)、B點達到平衡狀態(tài)，從A點到B點平衡正向移動，則A點的正反應速率大于逆反應速率，B點正逆反應速率相等；
②平衡時壓強轉化率為60%，當n（NO）：n（O₂）=4：1時設NO為4，O₂為1，結合化學平衡三行計算得到；當達到B點后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，相當于中等容器中氣體壓強，平衡正向進行；
（2）依據(jù)圖象分別寫出對應反應的熱化學方程式，結合蓋斯定律計算4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）反應的焓變；
（3）①②HNO₂是弱酸，亞硝酸電離是吸熱反應，酸堿中和反應是放熱反應，當恰好完全中和時放出熱量最多，據(jù)此確定c（NaOH）；
③電離吸熱，溫度越高電離平衡常數(shù)越大；
④當c（NaOH）較大時，可能出現(xiàn)：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₂^-）＞c（H⁺）．

解答 解：（1）①A到B點氧氣的轉化率增大，說明反應正向進行，A點的逆反應速率v_逆 （O₂）小于B點的正反應速率v_正（O₂），
故答案為：小于；
②平衡時壓強轉化率為60%，當n（NO）：n（O₂）=4：1時設NO為4，O₂為1，則轉化的氧氣為0.6，結合化學平衡三行計算，
      2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）
起始量  4      1         0
變化量  1.2    0.6       1.2
平衡量 2.8     0.4       1.2
NO的平衡轉化率$\frac{1.2mol}{4mol}$×100%=30%，
當達到B點后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，相當于中等容器中氣體壓強，平衡正向進行，一氧化氮百分含量減小，NO的百分含量小于B點NO的百分含量，
故答案為：30%，小于；
（2）熱化學方程式為①NO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=NO₂（g）△H=143KJ/mol-287KJ/mol=-144KJ/mol，
②4NO₂（g）+O₂（g）=2N₂O₅（g）△H=（372-583）KJ/mol=-211KJ/mol，
依據(jù)蓋斯定律計算①×4+②得到4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）△H=-787kJ/mol，
故答案為：-787kJ/mol；
（3）①HNO₂是弱酸，次氯酸電離是吸熱反應，酸堿中和反應是放熱反應，當恰好完全中和時放出熱量最多，c（NaOH）=$\frac{0.020L×0.01mol/L}{0.020L}$=0.01mol/L；
故①錯誤，②正確；
③電離吸熱，溫度越高電離平衡常數(shù)越大，所以HNO₂的電離平衡常數(shù)：b點＞a點，故③正確；
④從b點到c點，當C（NaOH）較大時，可能出現(xiàn)：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₂^-）＞c（H⁺），故④錯誤；
故答案為：②③．

點評 本題考查熱反應方程式、化學平衡計算、化學平衡影響因素、化學平衡常數(shù)、反應速率計算等，側重考查學生對圖象與數(shù)據(jù)的分析及計算能力，題目難度中等．