Question

11．（1）已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（I）△H=-890.3KJ•mol^-1．
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180KJ•mol^-1．
CH₄可用于燃煤脫硝．CH₄（g）+4NO（g）=CO₂（g）+2N₂（g）+2H₂O（I）△H=-1250.3 kJ•mol^-1．
（2）一定溫蒂下，在密閉容器中反應(yīng)2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-57.20KJ•mol^-1達(dá)到平衡，其他條件不變時(shí)，下列措施能提高NO₂轉(zhuǎn)化率的是BC（填字母）
A．減小NO₂的濃度  B．降低溫度  C．增加NO₂的濃度  D．升高溫度
（3）在一定溫度和壓強(qiáng)下，密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)，c（N₂O₄）=0.0120mol•L^-1（已知2NO₂（g）?N₂O₄（g）反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=$\frac{40}{3}$．計(jì)算平衡時(shí)NO₂物質(zhì)的量濃度（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．平衡時(shí)：c（N₂O₄）=0.0120mol/L，設(shè)c（NO₂）=xmol/L； K=$\frac{0.012}{{x}^{2}}$=$\frac{40}{3}$，解得x=0.03mol/L，答：平衡時(shí)NO₂物質(zhì)的量濃度是0.03mol/L
（4）亞硝酸鈉（NaNO₂）試劑中NaNO₂含量的測(cè)定方法如下：
稱(chēng)取10000g樣品，置于錐形瓶中，加少量水溶解后，邊搖邊緩緩加入6.00mL1.0mol•L^-1的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液．放置10min，再向溶液中加入30000g碘化鉀固體，搖勻，置于暗處5min后，用0.1mol•L^-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．消耗Na₂S₂O₃的體積為20.00mL．計(jì)算NaNO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
已知：①5NO${\;}_{2}^{-}$和2MnO${\;}_{4}^{-}$+6H⁺=5NO${\;}_{2}^{-}$+2Mn^2-+3H₂O
②10I^-+2MnO${\;}_{4}^{-}$+16H^-=5I₂+2Mn^2-+8H₂O
③2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．

Answer 1

分析 （1）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律：①-2×②得CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2N₂（g）+2H₂O（l），據(jù)此計(jì)算；
（2）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，要提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，只要改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)即可，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng)；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式結(jié)合三行式來(lái)計(jì)算物質(zhì)的平衡濃度；
（4）根據(jù)反應(yīng)①②③得到亞硝酸鈉、高錳酸鉀、消耗Na₂S₂O₃之間的量的關(guān)系式為：5NO₂^-～2MnO₄^-，10Na₂S₂O₃～5I₂～2MnO₄^-，據(jù)此回答計(jì)算．

解答 解：（1）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ•mol^-1，②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律：①-2×②得CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2N₂（g）+2H₂O（l），△H=-890.3kJ•mol^-1-2×（+180kJ•mol^-1）=-1250.3 kJ•mol^-1；
故答案為：-1250.3 kJ•mol^-1；
（2）該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，要使該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可改變反應(yīng)物的濃度、體系的壓強(qiáng)、溫度等，
A、減小N0₂的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；
B．降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率提高，故B正確；
C．增加N0₂的濃度，相當(dāng)于體系壓強(qiáng)增大，利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；
D．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N0₂的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤；
故答案為：BC；
（3）根據(jù)題意知平衡時(shí)：c（N₂O₄）=0.0120mol/L，設(shè)c（NO₂）=xmol/L； K=$\frac{0.012}{{x}^{2}}$=$\frac{40}{3}$，解得x=0.03mol/L，故答案為：平衡時(shí)：c（N₂O₄）=0.0120mol/L，設(shè)c（NO₂）=xmol/L； K=$\frac{0.012}{{x}^{2}}$=$\frac{40}{3}$，解得x=0.03mol/L，答：平衡時(shí)NO₂物質(zhì)的量濃度是0.03mol/；
（4）6.00mL1.0mol•L^-1的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量是1.0mol/L×0.006L=0.006mol，設(shè)和碘離子反應(yīng)消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量位n，則：
  10Na₂S₂O₃～5I₂～2MnO₄^-，
10                2
0.1mol/L×0.02L   n
n=0.0004mol，和亞硝酸鈉反應(yīng)的高錳酸鉀的量是0.006mol-0.0004mol=0.0056mol，根據(jù)關(guān)系式：5NO₂^-～2MnO₄^-，得到
     5NO₂^-～2MnO₄^-，
    5×69    2mol
             0.0056mol
所以亞硝酸鈉的質(zhì)量：$\frac{0.0056mol×5×69}{2mol}$g=0.966g，所以亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.966g}{1.0g}$×100%=96.6%，
答：亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是96.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、反應(yīng)熱計(jì)算、影響化學(xué)平衡因素分析判斷、物質(zhì)含量的測(cè)定等知識(shí)，注意滴定實(shí)驗(yàn)的計(jì)算是難點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，難度中等．