Question

【題目】氮及其化合物的轉(zhuǎn)化對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)有重要的意義。

（1）下面是氮的氧化物在幾種不同情況下的轉(zhuǎn)化：

①已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝－113.0kJ·mol－1

則SO2氣體與NO2氣體反應(yīng)生成SO3氣體和NO氣體的熱化學(xué)方程式為___。

②a.向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使其反應(yīng)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖1所示。反應(yīng)在c點(diǎn)___(填“達(dá)到”或“未到”)平衡狀態(tài)。

b.開始時，分別在該容器中加入Ⅰ：2molSO2(g)和2molNO2(g)；Ⅱ：2molSO3(g)和2molNO(g)。則反應(yīng)達(dá)到平衡時，平衡常數(shù)：Ⅰ__(填“>”“＝”或“<”)Ⅱ。

（2）常溫時向濃度為0.1mol·L-1體積為V L的氨水中逐滴加入一定濃度的鹽酸，用pH計測得溶液的pH隨鹽酸體積的變化曲線如圖2所示，d點(diǎn)處兩種溶液恰好完全反應(yīng)。根據(jù)圖2回答下列問題：

①b、c、d三點(diǎn)對應(yīng)的溶液中，水電離的c(OH－)由大到小的順序?yàn)?/span>____。

②滴定時，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，下列各選項(xiàng)中數(shù)值保持不變的有___。

a. b.

c. d.

③該溫度時氨水的電離平衡常數(shù)K＝___。

（3）氮的氧化物易污染環(huán)境，可用氫氧化鈉溶液吸收。發(fā)生的反應(yīng)為：

2NaOH＋NO＋NO2=2NaNO2＋H2O

2NaOH＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋H2O

將反應(yīng)混合液和氫氧化鈉溶液分別加到如圖3所示的電解槽中進(jìn)行電解，A室產(chǎn)生N2。

①電極Ⅱ是__極，B室產(chǎn)生的氣體是___。

②A室NO2-發(fā)生的電極反應(yīng)是__。

Answer 1

【答案】SO2(g)＋NO2(g)NO(g)＋SO3(g)　ΔH＝－41.8 kJ·mol－1 未到 < d>c>b cd 10－5(或10－5 mol·L－1) 陽 O2 2NO2-＋6e－＋4H2O=8OH－＋N2↑

【解析】

根據(jù)題意可知，本題考查蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)、弱電解質(zhì)的電離、電解原理等知識，運(yùn)用蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)計算公式、弱電解質(zhì)的電離規(guī)律、電解原理分析。

(1) ①已知：a:2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6kJ·mol－1

b:2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝－113.0kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律，由得, SO2 (g)+NO2(g) NO(g)+SO3(g) △H=-41.8 kJ·mol－1。

故答案為: SO2(g)＋NO2(g)NO(g)＋SO3(g)　ΔH＝－41.8 kJ·mol－1；

②a.反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是v正=v逆，且不再變化，而c點(diǎn)對應(yīng)的v正還在改變，故反應(yīng)在c點(diǎn)未到平衡狀態(tài)。

故答案為: 未到；

b.若容器恒溫恒容，則平衡常數(shù)：Ⅰ=Ⅱ，而實(shí)際上容器恒容絕熱,SO2(g)+NO2(g)

NO(g)+SO3(g) ΔH<0，若在該容器中加入2 molSO2(g) 和2molNO (g)則反應(yīng)放出熱量；若在容器中加入2mol SO3(g)和2mol NO(g)，則反應(yīng)吸收熱量，據(jù)此分析平衡常數(shù)：Ⅰ<Ⅱ。

故答案為: <；

（2）①在b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中，溶質(zhì)為一水合氨和氯化銨，且二者濃度相等，由題圖2可知，溶液呈堿性，則一水合氨的電離程度大于氯化銨的水解程度，此時水的電離受到抑制，在c點(diǎn)對應(yīng)的溶液中，溶質(zhì)仍為一水合氨和氯化銨，但二者濃度不相等，由題圖2知，c點(diǎn)溶液呈中性，則此時一水合氨的電離程度等于氯化銨的水解程度，水的電離不受影響，在d點(diǎn)對應(yīng)的溶液中，溶質(zhì)為氯化銨，氯化銨發(fā)生水解，溶液呈酸性，對水的電離起促進(jìn)作用，所以b、c、d三點(diǎn)對應(yīng)的溶液中，水電離的c（OH-）大小順序?yàn)?/span>d>c>b。

故答案為: d>c>b；

②滴定時，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，溶液堿性減弱，酸性增強(qiáng)。，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，c（OH-）不斷減小，故該值增大，a不符合題意；

由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，c（H+）不斷增大，c（OH-）不斷減小，的值逐漸增大，b不符合題意；

的值等于一水合氨的電離平衡常數(shù)，因Kb（NH3·H2O）只與溫度有關(guān)，滴定過程中溫度不變，則的值不變，c符合題意；

的值等于銨根離子的水解平衡常數(shù)，b點(diǎn)到c點(diǎn)過程中不變，d符合題意。

故答案為: cd；

③未加鹽酸時，氨水濃度為0.1mol/L，溶液的pH=11，則溶液中，水的電離程度較小，溶液中c(OH-)≈c(NH4+)，又一水合氨的電離程度較小，則c(NH3·H2O)=0.1mol/L，氨水的電離平衡常數(shù) 。

故答案為: 10－5(或10－5 mol·L－1)；

(3)由A室產(chǎn)生N2，可知A室的電解質(zhì)溶液為NaNO3和NaNO2的混合溶液，NO2-在電極Ⅰ上放電生成N2，電極反應(yīng)式為2NO2-＋6e－＋4H2O=8OH－＋N2↑，則電極Ⅰ為陰極，電極為Ⅱ陽極，B室的電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，OH-在電極Ⅱ上放電生成O2。

故答案為: 陽； O2； 2NO2-＋6e－＋4H2O=8OH－＋N2↑。