Question

【題目】根據(jù)所學知識，完成下面題目：
（1）亞硝酰氯（ClNO）是有機合成中的重要試劑，可通過反應獲得：NO（g）+Cl2（g）═2ClNO（g）．①氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯，涉及如下反應：
2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）△H1 K1
4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）△H2 K2
2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）△H3 K3
則△H3=（用△H1和△H2表示），K3=（用K1和K2表示）．
②NaOH溶液可以吸收氮的氧化物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O．室溫下，用一定量的NaOH
溶液吸收NO、NO2混合氣體，得到0.1mol/L的NaNO2溶液．已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10﹣4 ，
那么室溫下NO2﹣的水解常數(shù)Kh= ， 0.1mol/L NaNO2溶液中從c（Na+ ）、c（OH﹣ ）、c（NO2﹣ ）、c（HNO2）的大小順序為 ．
（2）在3.0L密閉容器中，通入0.10mol CH4和0.20molNO2 ， 在一定溫度下進行反應，CH4（g）+2NO2（g）CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）△H＜0，反應時間（t）與容器內(nèi)氣體總壓強（p）的數(shù)據(jù)見下表：

時間t/min	0	2	4	6	8	10
總壓強p/100kPa	4.80	5.44	5.76	5.92	6.00	6.00

①由表中數(shù)據(jù)計算0～4min內(nèi)v（NO2）= ， 該溫度下的平衡常數(shù)K=（不必帶單位）．
②在一恒容裝置中，通入一定量CH4和NO2 ， 測得在相同時間內(nèi)，在不同溫度下，NO2的轉(zhuǎn)化率如圖（橫坐標為反應溫度，縱坐標為NO2轉(zhuǎn)化率/%）：

則下列敘述正確的是 ．
A．若溫度維持在200℃更長時間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%
B．反應速率：b點的v （逆）＞e點的 v （逆）
C．平衡常數(shù)：c點=d點
D．提高b點時NO2的轉(zhuǎn)化率和反應速率，可適當升溫或增大c（CH4）

Answer 1

【答案】
（1）2△H1﹣△H2；；1.4×10﹣11；c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2）
（2）0.01mol/（L?min）；0.675；AD
【解析】解：（1）①已知：I.2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）Ⅱ．4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ×2﹣Ⅱ可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），該反應△=2△H1﹣△H2 ， 平衡常數(shù)K3= ，所以答案是：2△H1﹣△H2； ；②NO2﹣的水解常數(shù)Kh= = = = =1.4×10﹣11 ， 溶液中NO2﹣離子水解，溶液呈堿性，水也電離生成氫氧根離子，濃度順序為：c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2），所以答案是：1.4×10﹣11；c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2）；（2）①壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則4min時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.1+0.2）mol× =0.36mol，由方程式可知1molNO2反應時混合氣體物質(zhì)的量增大1mol，則反應的NO2為2×（0.36﹣0.3）mol=0.12mol，0～4min內(nèi)v（NO2）= =0.01mol/（Lmin）；
8min時處于平衡狀態(tài)，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.1+0.2）mol× =0.375mol，設參加反應的均為為xmol，則：
CH4（g）+2NO2（g）CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）
起始量（mol）：0.1 0.2 0 0 0
變化量（mol）：x 2x x x 2x
平衡量（mol）：0.1﹣x 0.2﹣2x x x 2x
所以0.1﹣x+0.2﹣2x+x+x+2x=0.375，解得x=0.075，
則平衡常數(shù)K= = =0.675，所以答案是：0.01mol/（Lmin）；0.675；②圖為測得在相同時間內(nèi)，在不同溫度下NO2的轉(zhuǎn)化率，溫度400℃、500℃轉(zhuǎn)化率最大，處于平衡狀態(tài)，之前沒有到達平衡，之后升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動．A．圖中200℃時，反應沒有到達平衡，向正反應進行，溫度維持在200℃更長時間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%，故A正確；B．b點反應向正反應進行，e處于平衡狀態(tài)，且E溫度高，故b點的v （逆）＜e點的 v （逆），故B錯誤；C．c、d溫度不同，平衡常數(shù)不同，故C錯誤；D．增大反應物濃度可以加快反應速率，提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，b向正反應進行，當升溫可以加快速率，反應繼續(xù)向正反應進行并到達平衡，故D正確，故選：AD．
解：（1）①已知：I.2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）
Ⅱ．4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ×2﹣Ⅱ可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），該反應△=2△H1﹣△H2 ， 平衡常數(shù)K3= ，
所以答案是：2△H1﹣△H2； ；
②NO2﹣的水解常數(shù)Kh= = = = = =1.4×10﹣11 ， 溶液中NO2﹣離子水解，溶液呈堿性，水也電離生成氫氧根離子，濃度順序為：c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2），
所以答案是：1.4×10﹣11；c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2）；（2）①壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則4min時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.1+0.2）mol× =0.36mol，由方程式可知1molNO2反應時混合氣體物質(zhì)的量增大1mol，則反應的NO2為2×（0.36﹣0.3）mol=0.12mol，0～4min內(nèi)v（NO2）= =0.01mol/（Lmin）；
8min時處于平衡狀態(tài)，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（0.1+0.2）mol× =0.375mol，設參加反應的均為為xmol，則：
CH4（g）+2NO2（g）CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）
起始量（mol）：0.1 0.2 0 0 0
變化量（mol）：x 2x x x 2x
平衡量（mol）：0.1﹣x 0.2﹣2x x x 2x
所以0.1﹣x+0.2﹣2x+x+x+2x=0.375，解得x=0.075，
則平衡常數(shù)K= = =0.675，
所以答案是：0.01mol/（Lmin）；0.675；
②圖為測得在相同時間內(nèi)，在不同溫度下NO2的轉(zhuǎn)化率，溫度400℃、500℃轉(zhuǎn)化率最大，處于平衡狀態(tài)，之前沒有到達平衡，之后升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動．
A．圖中200℃時，反應沒有到達平衡，向正反應進行，溫度維持在200℃更長時間，NO2的轉(zhuǎn)化率將大于19%，故A正確；
B．b點反應向正反應進行，e處于平衡狀態(tài)，且E溫度高，故b點的v （逆）＜e點的 v （逆），故B錯誤；
C．c、d溫度不同，平衡常數(shù)不同，故C錯誤；
D．增大反應物濃度可以加快反應速率，提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，b向正反應進行，當升溫可以加快速率，反應繼續(xù)向正反應進行并到達平衡，故D正確，
故選：AD．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效），以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．