Question

14．已知NO₂與以SO₂能發(fā)生反應(yīng)：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）．
（1）上述反應(yīng)涉及的四種氧化物中，SO₃、SO₂（填化學(xué)式）屬于酸性氧化物．
（2）已知：
2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=-113.0kJ•mol^-1
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₂=-196.6kJ•mol^-1
則NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8KJ/mol
（3）在一恒容密閉容器中，改變?cè)�料氣配比[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）]進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同，也可能不同），測(cè)定NO₂的平衡轉(zhuǎn)化率[a（NO₂）]．部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示．
①當(dāng)容器內(nèi)d（填字母）不再隨時(shí)間的變化而改變時(shí)，可以判斷反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)．
a．氣體的壓強(qiáng)      b．氣體的平均摩爾質(zhì)量     c．氣體的密度      d．NO₂的體積分?jǐn)?shù)
②若A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，SO₂（g）的起始濃度為c₀mol/L，經(jīng)過t min后反應(yīng)達(dá)到平衡，則反應(yīng)從起始至t min 內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率v（NO₂）=$\frac{{c}_{0}}{5t}$mol/（L•min）．
③若要使圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點(diǎn)的平衡狀態(tài)，則應(yīng)采取的措施是將NO₂和SO₂的物質(zhì)的量之比調(diào)節(jié)為1：1，若要使圖中A點(diǎn)的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點(diǎn)的平衡狀態(tài)，則應(yīng)采取的措施是將NO₂和SO₂物質(zhì)的量之比調(diào)節(jié)為1：1的同時(shí)降低溫度．
（4）將NO₂與SO₂的混合氣體[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）=1]通入2mL0.1mol/L氯化鋇溶液中，只生成一種白色沉淀物M，M的化學(xué)式為BaSO₄，當(dāng)溶液中的Ba²⁺恰好完全沉淀（Ba²⁺的濃度等于1.0×10^-5mol/L），通入的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為8.96×10^-6L．（M的K_sp=1.0×10^-9）

Answer 1

分析 （1）能跟堿反應(yīng)生成鹽和水，稱為酸性氧化物，注意該反應(yīng)不能是氧化還原反應(yīng)；
（2）已知：①2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=-113.0kJ•mol^-1
②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₂=-196.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，$\frac{1}{2}$×（②-①）可得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=$\frac{1}{2}×$（△H₂-△H₁）；
（3）①a．根據(jù)PV=nRT分析P是否是一個(gè)變量；
b．根據(jù)M=$\frac{m}{n}$分析M是否是一個(gè)變量；
c．根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$分析ρ是否是一個(gè)變量；
d．NO₂的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；
②NO₂（g）的起始濃度為0.4×c₀mol/L，△c（NO₂）=0.4×c₀mol/L×50%，代入v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H＜0，增大原料氣配比[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）]，雖平衡正向移動(dòng)，但a（NO₂）減小，降低溫度，平衡正向移動(dòng)a（NO₂）增大；
（4）將NO₂與SO₂的混合氣體[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）=1]通入2mL0.1mol/L氯化鋇溶液中，所得沉淀為硫酸鋇，c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$，混合氣體的物質(zhì)的量n=2n（SO₂）=2n（SO₄^2-）=2×c（SO₄^2-）×2×10^-3L，代入V=n•V_m計(jì)算體積．

解答 解：（1）SO₃、SO₂、NO₂都能與堿反應(yīng)生成鹽和水，但NO₂與堿反應(yīng)生成鹽和水的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，所以SO₃、SO₂屬于酸性氧化物，
故答案為：SO₃、SO₂；
（2）已知：①2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=-113.0kJ•mol^-1
②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₂=-196.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，$\frac{1}{2}$×（②-①）可得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=$\frac{1}{2}×$（-196.6kJ•mol^-1+113.0kJ•mol^-1）=-41.8KJ/mol，
故答案為：-41.8KJ/mol；
（3）①a．PV=nRT，當(dāng)溫度不變時(shí)，P是一個(gè)定值，因此氣體的壓強(qiáng)不變不能說明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)；
b．M=$\frac{m}{n}$，氣體的質(zhì)量m是定值，氣體的物質(zhì)的量n是定值，則M是一個(gè)定值，因此氣體的平均摩爾質(zhì)量不變不能說明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)；
c．$ρ=\frac{m}{V}$，氣體的質(zhì)量m是定值，容積V恒定，則ρ是一個(gè)定值，因此氣體的密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)；
d．NO₂的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，從反應(yīng)開始到平衡過程中，NO₂的體積分?jǐn)?shù)一直減小，因此NO₂的體積分?jǐn)?shù)不變可以說明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)；
故答案為：d；
②因?yàn)閚₀（NO₂）：n₀（SO₂）=0.4、恒容，所以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中NO₂（g）的起始濃度為0.4×c₀mol/L=$\frac{2{c}_{0}}{5}$mol/L，△c（NO₂）=0.4×c₀mol/L×50%=$\frac{{c}_{0}}{5}$mol/L，
v（NO₂）=$\frac{\frac{{c}_{0}}{5}mol/L}{tmin}$=$\frac{{c}_{0}}{5t}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{{c}_{0}}{5t}$；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H＜0，增大原料氣配比[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）]，雖平衡正向移動(dòng)，但a（NO₂）減小，降低溫度，平衡正向移動(dòng)a（NO₂）增大，所以圖示中，A點(diǎn)平衡狀態(tài)通過增大原料氣配比和降低溫度變?yōu)锽點(diǎn)的平衡狀態(tài)，B點(diǎn)的平衡狀態(tài)通過增大原料氣配比變?yōu)镃點(diǎn)的平衡狀態(tài)；
所以若要使圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點(diǎn)的平衡狀態(tài)，則應(yīng)采取的措施是將NO₂和SO₂的物質(zhì)的量之比調(diào)節(jié)為1：1，若要使圖中A點(diǎn)的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點(diǎn)的平衡狀態(tài)，則應(yīng)采取的措施是將NO₂和SO₂物質(zhì)的量之比調(diào)節(jié)為1：1的同時(shí)降低溫度，
故答案為：將NO₂和SO₂的物質(zhì)的量之比調(diào)節(jié)為1：1；將NO₂和SO₂物質(zhì)的量之比調(diào)節(jié)為1：1的同時(shí)降低溫度；
（4）NO₂和SO₂反應(yīng)的SO₃與氯化鋇溶液反應(yīng)生成BaSO₄沉淀，不斷消耗SO₃，可逆反應(yīng)趨向反應(yīng)完全；
c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$=$\frac{1.0{×10}^{-9}}{1.0×1{0}^{-5}}$mol/L=1.0×10^-4mol/L，
n（SO₂）=n（SO₄^2-）=1.0×10^-4mol/L×2×10^-3L=2.0×10^-7mol，
因?yàn)閚₀（NO₂）：n₀（SO₂）=1，所以混合氣體的物質(zhì)的量n=2n（SO₂）=2×2.0×10^-7mol=4.0×10^-7mol，
所以通入的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V=n•V_m=4.0×10^-7mol×22.4L/mol=8.96×10^-6L，
故答案為：BaSO₄；8.96×10^-6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的分類、反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判定、化學(xué)平衡與圖象的關(guān)系等核心知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，難度較大，其中（3）③、（4）為該題的難點(diǎn)．