Question

【題目】氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

⑴氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。

已知：CO(g) + NO2 (g) =NO(g) +CO2(g) ΔH= －a kJ·mol－1(a > 0)

2CO(g) + 2NO(g) =N2(g) + 2CO2(g) ΔH = －b kJ·mol－1(b > 0)

若用CO還原NO2至N2，當消耗標準狀況下3.36 L CO時，放出的熱量為______ kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。

⑵在373K時，向體積為2L的恒容真空容器中通入0.40 mol NO2，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) N2O4(g) ΔH = －57.0 kJ·mol－1測得NO2的體積分數(shù)φ(NO2)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如表：

t/min	0	20	40	60	80
NO2	1.0	0.75	0.52	0.40	0.40

①0—20min內(nèi)，υ(N2O4)= ______molL-1min-1。

②上述反應(yīng)中，υ(NO2)=k1c2(NO2)，υ(N2O4)=k2c(N2O4)，其中k1、k2為速率常數(shù)，則373K時，k1、k2的數(shù)學關(guān)系式為______。改變溫度至T1時k1 = k2，則T1______填“”、“”或“”。

⑶連二次硝酸(H2N2O2)是一種二元弱酸。25C時，向100mL 0.10 molL-1 H2N2O2溶液中加入V mL 0.10 molL-1 NaOH溶液。(已知25C時，連二次硝酸的Ka1 = 10-7，Ka2 = 10-12)

①若V =100，則所得溶液中c(H2N2O2) ______c(N2O22－)(填“”、“”或“”)，通過計算解釋原因______。

②若V =200，則所得溶液中離子濃度由大到小的順序為______。

Answer 1

【答案】 2×10-3 > > 恰好完全反應(yīng)生成NaHN2O2，，水解程度大于電離程度 c(Na+) >c(N2O22－) > c(OH－) > c(HN2O2－) > c(H+)

【解析】

⑴根據(jù)蓋斯定律和反應(yīng)熱來計算放出熱量。

⑵①根據(jù)三段式建立關(guān)系，再進行計算；②根據(jù)υ(正)=υ(逆)，即υ(NO2)=2υ(N2O4)，達到平衡時，根據(jù)體積分數(shù)求算每個物質(zhì)的量，再求平衡常數(shù)得出結(jié)論。

⑶①根據(jù)產(chǎn)物NaHN2O2，HN2O2－的水解平衡常數(shù)與電離程度比較得出結(jié)論；②根據(jù)產(chǎn)物Na2N2O2，水解使溶液呈堿性，同時還需考慮水的電離得出結(jié)論。

⑴CO還原NO2至N2的化學方程式為：4CO + 2NO2 = N2 +4CO2，

已知：CO(g) + NO2 (g) =NO(g) +CO2(g) ΔH1= －a kJ·mol－1，

2CO(g) + 2NO(g) =N2(g) + 2CO2(g) ΔH2 = －b kJ·mol－1，

反應(yīng)4CO + 2NO2 = N2 +4CO2可由第一個方程乘以2加上第二個方程得到，根據(jù)蓋斯定律，該反應(yīng)的焓變?yōu)?/span>ΔH= 2ΔH1 + ΔH2= (－2a－b) kJ·mol－1，當消耗標準狀況下3.36 L CO時，即消耗CO的物質(zhì)的量為0.15 mol，所以放出的熱量為，故答案為：。

⑵① 2NO2(g) N2O4(g)

開始： 0.4 0

轉(zhuǎn)化： 2x x

后來：0.4－2x x

20min時，NO2的體積分數(shù)為0.75，所以，可得x =0.08，所以反應(yīng)20min時，生成N2O4的物質(zhì)的量為0.08mol，0—20min內(nèi)，用N2O4的表示的反應(yīng)速率為，故答案為：2×10-3。

②反應(yīng)達到平衡時有υ(正)=υ(逆)，即υ(NO2)=2υ(N2O4)，達到平衡時，NO2的體積分數(shù)為0.40，即，可得x =0.15，所以化學平衡常數(shù)為，則有k1c2(NO2) = 2k2c(N2O4)，所以，改變溫度至T1時k1 = k2，由于k1 = 2k2K，則，平衡常數(shù)減小，考慮到反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，不利于反應(yīng)正向進行，所以溫度應(yīng)為升高，即T1 > 373K，故答案為：；>。

⑶①若V =100，則反應(yīng)恰好生成NaHN2O2，HN2O2－的水解平衡常數(shù)為，所以水解程度大于電離程度，溶液中c(H2N2O2) > c(N2O22－)，故答案為：>；恰好完全反應(yīng)生成NaHN2O2，，水解程度大于電離程度。

②若V =200，反應(yīng)恰好生成Na2N2O2，水解使溶液呈堿性，同時還需考慮水的電離，即溶液中c(N2O22－) > c(OH－)，所以溶液中離子濃度大小順序為：c(Na+) >c(N2O22－) > c(OH－) > c(HN2O2－) > c(H+)，故答案為：c(Na+) >c(N2O22－) > c(OH－) > c(HN2O2－) > c(H+)。