Question

18．如圖所示，25℃時(shí)，在燒杯A中裝有50.00ml蒸餾水，燒杯B 中盛有50.00
ml 0.5mol/L的鹽酸，在燒瓶 C 和 D 中充滿二氧化氮?dú)怏w，并用導(dǎo)管將它們連通，把C燒瓶放入A燒杯中，D燒瓶放入B燒杯中．向 A燒杯中加入 50g 硝酸銨晶體，小心攪拌，使其迅速溶解；向B中加入 2g 苛性鈉固體，小心攪拌也使其迅速溶解．
回答下列問(wèn)題：
（1）燒杯A中溫度（填“升高”、“降低”或“不變”，下同）降低；燒杯B中溫度升高．
（2）已知在NO₂生成N₂O₄的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)：
2NO₂（g）?N₂O₄（g）．從上面實(shí)驗(yàn)可知C燒瓶中混合氣體顏色（填“變淺”、“變深”或“不變”，下同）變淺；D燒瓶中混合氣體顏色變深．
（3）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得B燒杯中酸堿中和反應(yīng)放熱1.4325kJ，則NaOH溶液和HCl溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol．
（4）若起始時(shí)在D燒瓶中充入mg N₂O₄，此時(shí)測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為101kPa，當(dāng)可逆反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)變?yōu)?.515×10⁵Pa，則平衡混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為61.33（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）．

Answer 1

分析 （1）銨鹽溶于水吸熱；酸堿中和放熱；
（2）由于A燒杯中溶液溫度降低，故平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）右移；由于B燒杯中反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，故平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）左移，據(jù)此分析混合氣體的顏色的變化；
（3）燒杯B 中盛有50.00ml 0.5mol/L的鹽酸，物質(zhì)的量n=CV=0.5mol/L×0.05L=0.025mol，后加入 2g 苛性鈉固體即0.05molNaOH，故NaOH過(guò)量，反應(yīng)生成0.025mol水，放熱1.4325kJ，據(jù)此可以求出當(dāng)生成1mol水時(shí)反應(yīng)放出的熱量，從而寫出熱化學(xué)方程式；
（4）體積不變的容器中，氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，求算反應(yīng)掉的N₂O₄物質(zhì)的量，再根據(jù)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量$\overline{M}m=\frac{{m}_{總}(cāng)}{{n}_{總}(cāng)}$來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）銨鹽溶于水吸熱，故燒杯A中的溫度降低；而酸堿中和放熱，故燒杯B中的溫度升高，故答案為：降低；升高；
（2）由于A燒杯中溶液溫度降低，故平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）右移，則混合氣體的顏色變淺；由于B燒杯中反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，故平衡2NO₂（g）?N₂O₄（g）左移，故混合氣體的顏色的變深，故答案為：變淺；變深；
（3）燒杯B 中盛有50.00ml 0.5mol/L的鹽酸，物質(zhì)的量n=CV=0.5mol/L×0.05L=0.025mol，后加入 2g 苛性鈉固體即0.05molNaOH，故NaOH過(guò)量，反應(yīng)生成0.025mol水，放熱1.4325kJ，故當(dāng)生成1mol水時(shí)反應(yīng)放出的熱量Q=$\frac{1}{0.025}×1.4325KJ$=57.3KJ，故熱化學(xué)方程式為：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol，故答案為：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol；
（4）mg N₂O₄的物質(zhì)的量n=$\frac{m}{92}$mol，設(shè)反應(yīng)達(dá)平衡后有xmolN₂O₄發(fā)生了轉(zhuǎn)化，則生成的NO₂的物質(zhì)的量為2xmol，剩余N₂O₄的物質(zhì)的量為（$\frac{m}{92}$-x）mol，根據(jù)反應(yīng)平衡前后的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比可知：$\frac{\frac{m}{92}mol}{（\frac{m}{92}-x）mol+2xmol}$=$\frac{1.01KP}{1.515KP}$
解得x=0.0054mmol
則平衡混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量$\overline{M}$=$\frac{mg}{\frac{m}{92}mol+0.0054mmol}$=61.3g/mol．
故答案為：61.33．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了常見(jiàn)的吸放熱反應(yīng)和物理過(guò)程以及平衡移動(dòng)、熱化學(xué)方程式書寫、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量的求算，題目難度中等．