Question

7．研究氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子的相互作用時，設(shè)計如下反應(yīng)：
I． 2NO₂（g）+NaCl（g）?NaNO₃（g）+ClNO（g）△H＜0，化學(xué)平衡常數(shù)為k₁，
II.2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）△H＜0化學(xué)平衡常數(shù)為k₂
請回答下列問題：
（1）4NO₂（g）+2NaCl（g）?2NaNO₃（g）+2NO（g）+Cl₂（g）的反應(yīng)熱△H=2△H₁-△H₂ （用△H₁、△H₂表示），化學(xué)平衡常數(shù)K=K=$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$（用k₁、k₂表示）
（2）若反應(yīng)I在絕熱密閉容器中進(jìn)行，實驗測得NO₂（g）的轉(zhuǎn)化率（NO₂%）隨時間變化如圖所示，t₃-t₁時刻N(yùn)O₂（g）的轉(zhuǎn)化率（NO₂%）降低的原因是因反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的溫度會升高，故再次達(dá)平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低．
（3）若反應(yīng)II在恒溫、恒容條件下進(jìn)行，下列能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是AD
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化
B．n（ClNO）=n（NO）
C．混合氣體密度不變
D．V_正（NO）=V_逆（ClNO）
（4）在一定溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)II達(dá)到平衡，當(dāng)NO哈CL₂的比例不同時，對Cl₂的比例不同時，對Cl₂的轉(zhuǎn)化率及平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)都有影響．設(shè)NO和Cl₂起始物質(zhì)的量之比為x，平衡時Cl₂的轉(zhuǎn)化率為a，平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)為y，y=$\frac{2a}{x+1-a}$．（用a和x的代數(shù)式表示y）
（5）實驗室用NaOH溶液吸收NO₂，反應(yīng)為：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．含0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，溶液B為0.1mol•L¹的CH₃COONa溶液，則兩溶液中c（NO₃）、c（NO₂）和c（CH₃COOH）由大到小的順序為c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）．（已知HNO₂的電離常數(shù)K_a=7.1×10^-4mol•L¹，CH₃COOH的電離常數(shù)K _a=1.7×10^-5mol•L¹）．常溫下，向溶液B中加水稀釋過程中，下列比值變化大的是abc．
a．$\frac{c（H）}{cOH}$        b．$\frac{c（OH）}{c（C{H}_{3}COO）}$  c．$\frac{c（Na）}{c（C{H}_{3}OO）}$    d．$\frac{c（C{H}_{3}OO）•c（H）}{c（C{H}_{3}COOH）}$．

Answer 1

分析 （1）已知：I． 2NO₂（g）+NaCl（g）?NaNO₃（g）+ClNO（g）△H₁＜0，化學(xué)平衡常數(shù)為k₁，
II.2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）△H₂＜0化學(xué)平衡常數(shù)為k₂，
根據(jù)蓋斯定律①×2-②可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），據(jù)此計算焓變，該反應(yīng)平衡常數(shù)為①的平衡常數(shù)平方與②的商；
（2）若反應(yīng)Ⅰ在絕熱密閉容器中進(jìn)行，2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）　K₁ △H₁＜0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行溫度升高；
（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（4）設(shè) NO 和 Cl₂ 起始物質(zhì)的量之比為 x，平衡時 Cl₂ 的轉(zhuǎn)化率為 a，結(jié)合化學(xué)三行計算列式，依據(jù)平衡混合物中 ClNO 的體積分?jǐn)?shù)為y，計算得到；
（5）0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，反應(yīng)為2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，得到溶液中NaNO₃物質(zhì)的量濃度為0．mol/L，NaNO₂物質(zhì)的量為0.1mol/L，溶液B為0.1mol•L^-1的CH₃COONa溶液，已知HNO₂的電離常數(shù)K_a=7.1×10^-4mol•L^-1，CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10^-5mol•L^-1，說明CH₃COOH酸性小于HNO₂的酸性，對應(yīng)陰離子水解程度大，據(jù)此分析判斷；

解答 解：（1）已知：I． 2NO₂（g）+NaCl（g）?NaNO₃（g）+ClNO（g）△H₁＜0，化學(xué)平衡常數(shù)為k₁，
II.2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）△H₂＜0化學(xué)平衡常數(shù)為k₂
根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），△H=2△H₁-△H₂，該反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$，
故答案為：2△H₁-△H₂；K=$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$；
（2）若反應(yīng)Ⅰ在絕熱密閉容器中進(jìn)行，2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）　K₁ △H₁＜0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，實驗測得NO₂（ g ）的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的示意圖中t_3～t ₄ 時刻，NO₂（g）的轉(zhuǎn)化率 （NO₂%）降低，因反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的溫度會升高，故再次達(dá)平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低，
故答案為：因反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的溫度會升高，故再次達(dá)平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低；
（3）2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）　K₂△H₂＜0，反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，
A．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．n （ ClNO ）=n （ NO ）不能說明正逆反應(yīng)速率相同，不能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．質(zhì)量和體積不變，氣體混合氣體密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，υ 正 （ NO ）=υ 正 （ ClNO ），υ 正 （ NO ）=υ 逆 （ ClNO ）說明ClNO的正逆反應(yīng)速率相同，故D正確；
故答案為：AD；
（4）設(shè) NO 和 Cl₂ 起始物質(zhì)的量之比為 x，平衡時 Cl₂ 的轉(zhuǎn)化率為 a，結(jié)合化學(xué)三行計算列式，
                         2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）
起始量（mol）    x                1                     0
變化量（mol） 2a                a                   2a
平衡量（mol）  x-2a           1-a                  2a
依據(jù)平衡混合物中 ClNO 的體積分?jǐn)?shù)為：y=$\frac{2a}{x+1-a}$，
故答案為：$\frac{2a}{x+1-a}$；
（5）0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，反應(yīng)為2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，得到溶液A中NaNO₃物質(zhì)的量濃度為0．mol/L，NaNO₂物質(zhì)的量為0.1mol/L，溶液B為0.1mol•L^-1的CH₃COONa溶液，已知HNO₂的電離常數(shù)K_a=7.1×10^-4mol•L^-1，CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10^-5mol•L^-1，說明CH₃COOH酸性小于HNO₂的酸性，對應(yīng)陰離子水解程度大，醋酸根離子和亞硝酸根離子水解，兩溶液中c（NO₃^-）、c（NO₂^-）和c（CH₃COO^-）由大到小的順序為：c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）；
溶液B為0.1mol•L^-1的CH₃COONa溶液，常溫下，向溶液 B 中加水稀釋過程中，
a．稀釋過程中氫氧根離子濃度減小，溶液中存在離子積常數(shù)，則氫離子濃度增大，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$比值增大，故a正確；
b．加水稀釋促進(jìn)電離，$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$比值增大，故b正確；
c．溶液中加水稀釋，$\frac{c（N{a}^{+}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$=$\frac{n（N{a}^{+}）}{n（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$，醋酸根離子物質(zhì)的量減小，比值增大，故c正確；
d．$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$為電離平衡常數(shù)表達(dá)式，溫度不變電離平衡常數(shù)不變，故d錯誤，
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）； abc．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡常數(shù)的計算、影響化學(xué)平衡的因素分析應(yīng)用、電解質(zhì)溶液中鹽類水解、離子濃度大小比較等知識，題目難度中等，明確化學(xué)平衡及其影響為解答關(guān)鍵，試題知識點較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．