Question

17．研究氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子的相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：
2NO₂（g）+NaCl（g）?NaNO₃（g）+ClNO（g） K₁△H＜0Ⅰ
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g） K₁△H＜0Ⅱ
請(qǐng)回答下列問題：
（1）4NO₂（g）+2NaCl（g）?2NaNO₃（g）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡 常 數(shù)K=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$（用K ₁、K ₂ 表示）．
（2 ）若反應(yīng)Ⅰ在絕熱密閉容器中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO ₂（ g ）的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖如圖所示，t₃～t ₄ 時(shí)刻，NO₂（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(huì)升高，故再次達(dá)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率會(huì)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．υ_正（ NO ）=υ_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和Cl₂的比例不同時(shí)，對(duì)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(shí)Cl₂ 的轉(zhuǎn)化率為a，平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)為y，判斷 a、x、y 三者的相互關(guān)系，用a和x的代數(shù)式表示y，y=$\frac{2a}{x+1-a}$．
（5 ）實(shí) 驗(yàn) 室 可 用 NaOH 溶 液 吸 收 NO ₂，反 應(yīng) 為 2NO ₂+2NaOH═NaNO ₃+NaNO ₂+H ₂ O．含 0.2molNaOH 的水溶液與 0.2molNO ₂ 恰好完全反應(yīng)得 1L溶液 A，溶液 B 為 0.1mol•L^-1 的CH ₃ COONa 溶液，則兩溶液中 c （ NO ₃ ^- ）、c （ NO ₂^- ）、c （ CH ₃ COO ^- ）由大到小的順序c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）
（已知 HNO ₂ 的電離常數(shù) K ₃=7.1×10^-4 mol•L ^-1，CH₃ COOH 的電離常數(shù)K ₄=1.7×10^-5 mol•L^-1 ）．常溫下，向溶液 B 中加水稀釋過程中，下列比值變大的是a、b、c．
a.$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$b.$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$c.$\frac{c（N{a}^{+}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$d.$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$．

Answer 1

分析 （1）已知：①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），
根據(jù)蓋斯定律①×2-②可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），則該反應(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(shí) Cl₂ 的轉(zhuǎn)化率為 a，結(jié)合化學(xué)三行計(jì)算列式，依據(jù)平衡混合物中 ClNO 的體積分?jǐn)?shù)為y，計(jì)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(duì)應(yīng)陰離子水解程度大，以此來解答．

解答 解：（1）2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g） K₁ △H＜0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g） K₂ △H＜0 （II）
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），則該反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$，
故答案為：$\frac{{{K}^{2}}_{1}}{{K}_{2}}$；
（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(shí)驗(yàn)測(cè)得NO₂（ g ）的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的示意圖中t_3～t ₄ 時(shí)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(huì)升高，故再次達(dá)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率會(huì)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(huì)升高，故再次達(dá)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率會(huì)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(cuò)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(cuò)誤；
D．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)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(shí) Cl₂ 的轉(zhuǎn)化率為 a，
                         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(duì)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?yàn)椋篶（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$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$比值增大，故b正確；
c．溶液中加水稀釋，鈉離子濃度不變，醋酸根離子物質(zhì)的量減小，$\frac{c（N{a}^{+}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$，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(cuò)誤；
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）； a、b、c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握平衡三段法、平衡移動(dòng)、電離平衡等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．