Question

18．氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在一個(gè)容積不變的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：
2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g） 當(dāng)n（NO）：n（O₂）=4：1時(shí)，O₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖1所示．
①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v_逆（O₂）小于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_正（O₂）．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②NO的平衡轉(zhuǎn)化率為30%；當(dāng)達(dá)到B點(diǎn)后往容器中再以4：1加入一些NO和 O₂，當(dāng)達(dá)到新平衡時(shí)，則NO的百分含量小于B點(diǎn)NO的百分含量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（2）在圖2和圖3中出現(xiàn)的所有物質(zhì)都為氣體，分析圖2和圖3，可推測(cè)：
4NO（g）+3O₂（g）=2N₂O₅（g）△H=-787kJ/mol
（3）若往20mL 0.0lmol/L的弱酸HNO₂溶液中逐滴加入一定濃度的燒堿溶液，測(cè)得混合溶液的溫度變化如圖4所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是②③．
①該燒堿溶液的濃度為0.02mol/L
②該燒堿溶液的濃度為0.01mol/L
③HNO₂的電離平衡常數(shù)：b點(diǎn)＞a點(diǎn)
④從b點(diǎn)到c點(diǎn)，混合溶液中一直存在：c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖知，A點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)、B點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，從A點(diǎn)到B點(diǎn)平衡正向移動(dòng)，則A點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，B點(diǎn)正逆反應(yīng)速率相等；
②平衡時(shí)壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化率為60%，當(dāng)n（NO）：n（O₂）=4：1時(shí)設(shè)NO為4，O₂為1，結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算得到；當(dāng)達(dá)到B點(diǎn)后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，相當(dāng)于中等容器中氣體壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行；
（2）依據(jù)圖象分別寫(xiě)出對(duì)應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）反應(yīng)的焓變；
（3）①②HNO₂是弱酸，亞硝酸電離是吸熱反應(yīng)，酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)恰好完全中和時(shí)放出熱量最多，據(jù)此確定c（NaOH）；
③電離吸熱，溫度越高電離平衡常數(shù)越大；
④當(dāng)c（NaOH）較大時(shí)，可能出現(xiàn)：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₂^-）＞c（H⁺）．

解答 解：（1）①A到B點(diǎn)氧氣的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行，A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v_逆 （O₂）小于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v_正（O₂），
故答案為：小于；
②平衡時(shí)壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化率為60%，當(dāng)n（NO）：n（O₂）=4：1時(shí)設(shè)NO為4，O₂為1，則轉(zhuǎn)化的氧氣為0.6，結(jié)合化學(xué)平衡三行計(jì)算，
      2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）
起始量  4      1         0
變化量  1.2    0.6       1.2
平衡量 2.8     0.4       1.2
NO的平衡轉(zhuǎn)化率$\frac{1.2mol}{4mol}$×100%=30%，
當(dāng)達(dá)到B點(diǎn)后往容器中再以4：1加入些NO和 O₂，相當(dāng)于中等容器中氣體壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮百分含量減小，NO的百分含量小于B點(diǎn)NO的百分含量，
故答案為：30%，小于；
（2）熱化學(xué)方程式為①NO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=NO₂（g）△H=143KJ/mol-287KJ/mol=-144KJ/mol，
②4NO₂（g）+O₂（g）=2N₂O₅（g）△H=（372-583）KJ/mol=-211KJ/mol，
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算①×4+②得到4NO（g）+3O₂（g）═2N₂O₅（g）△H=-787kJ/mol，
故答案為：-787kJ/mol；
（3）①HNO₂是弱酸，次氯酸電離是吸熱反應(yīng)，酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)恰好完全中和時(shí)放出熱量最多，c（NaOH）=$\frac{0.020L×0.01mol/L}{0.020L}$=0.01mol/L；
故①錯(cuò)誤，②正確；
③電離吸熱，溫度越高電離平衡常數(shù)越大，所以HNO₂的電離平衡常數(shù)：b點(diǎn)＞a點(diǎn)，故③正確；
④從b點(diǎn)到c點(diǎn)，當(dāng)C（NaOH）較大時(shí)，可能出現(xiàn)：c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₂^-）＞c（H⁺），故④錯(cuò)誤；
故答案為：②③．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱反應(yīng)方程式、化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)圖象與數(shù)據(jù)的分析及計(jì)算能力，題目難度中等．