Question

【題目】研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應：

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)　K1 △H1<0 (Ⅰ)

2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) 　K2 △H2<0 (Ⅱ)

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數K=______(用K1、K2表示)。

(2)為研究不同條件對反應(Ⅱ)的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO和0.1molCl2，10min時反應(Ⅱ)達到平衡。測得10min內v(NOCl)=7.5×10-3mol/(Lmin)，則平衡后n(Cl2)=______ mol，NO的轉化率α1=______。其他條件保持不變，反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率α2______α1（填“>”“<”或“=”），平衡常數K2_____(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是______。

(3)實驗室可用NaOH溶液吸收NO2，反應為2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2molNaOH的水溶液與0.2molNO2恰好完全反應得1L溶液A，溶液B為0.1mol/L的CH3COONa溶液，則兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序為_________。(已知HNO2的電離常數Ka=7.1×10-4mol/L，CH3COOH的電離常數Ka=1.7×10-5mol/L)。

(4)可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。

a.向溶液A中加適量水 b.向溶液A中加適量NaOH

c.向溶液B中加適量水 d.向溶液B中加適量NaOH

Answer 1

【答案】 0.025 75% 升高溫度 c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)

【解析】

(1)依據化學平衡常數概念，結合反應化學方程式書寫平衡常數，結合平衡常數表達式計算得到平衡常數關系；

(2)根據反應速率概念計算v=計算Cl2的平衡濃度，根據轉化率概念的計算，轉化率=×100%，計算NO的平衡轉化率；反應(II)在恒壓條件下進行，隨反應進行，氣體體積減小，為保持恒壓所以容器體積減小，壓強增大，平衡正向進行，平衡時NO的轉化率α2增大；平衡常數隨溫度變化，不隨濃度、壓強變化，若要使K2減小，平衡逆向進行，反應是放熱反應，依據平衡移動原理應升高溫度，平衡逆向進行，平衡常數隨溫度變化；

(3)0.2mol NaOH的水溶液與0.2molNO2恰好完全反應得1L溶液A，由2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物質的量濃度為0.1mol/L，NaNO2物質的量為0.1mol/L；

(4)HNO2的電離常數Ka=7.1×10-4mol/L，CH3COOH的電離常數Ka=1.7×10-5mol/L，說明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根離子水解程度小于亞硝酸根離子水解程度，溶液B堿性大于A溶液。

(1)①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)，△H1<0 (I)，平衡常數K1=；

②2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) △H2<0，平衡常數K2 =；

③4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數K=，計算得到K=；

(2)在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO和0.1molCl2，10min時反應(Ⅱ)達到平衡，測得10min內v(ClNO)=7.5×10-3mol/(Lmin)，其物質的量n(ClNO)= 7.5×10-3mol/(Lmin)×10min×2L=0.15mol，則根據物質反應轉化關系可知反應消耗NO的物質的量為n(NO)=n(ClNO)=0.15mol，反應消耗Cl2的物質的量為n(Cl2)=n(ClNO)=×0.15mol= 0.075mol，所以平衡時氯氣的物質的量n(Cl2)=0.mol-0.075mol=0.025mol；NO的轉化率α1=×100%=75%；其他條件保持不變，反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行，隨反應進行，氣體體積減小，為保持恒壓所以容器體積減小，壓強增大，平衡正向進行，平衡時NO的轉化率α2增大；平衡常數只與溫度有關，不隨濃度、壓強變化，溫度不變，化學平衡常數K2不變；若要使K2減小，平衡逆向進行，由于該反應的正反應是放熱反應，根據平衡移動原理應升高溫度，平衡逆向進行；

(3)0.2mol NaOH的水溶液與0.2molNO2恰好完全反應得1L溶液A，由2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物質的量濃度為0.1mol/L，NaNO2物質的量為0.1mol/L，溶液B為0.1mol/L的CH3COONa溶液；NaNO3是強酸強堿鹽，不水解，c(NO3-)=0.1mol/L；CH3COOH、HNO2都是弱酸，HNO2的電離常數Ka=7.1×10-4molL-1，CH3COOH的電離常數Ka=1.7×10-5molL-1，說明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子水解程度，離子水解程度越大，溶液中離子濃度就越小，溶液B堿性大于A溶液，所以c(CH3COO-)<c(NO2-)<0.1mol/L，則兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序為c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)；

(4)欲使溶液A和溶液B的pH相等，

a.溶液B堿性大于A溶液，向溶液A中加適量水，稀釋溶液，堿性減弱，不能調節使兩個溶液pH相等，a錯誤；

b.向溶液A中加適量NaOH，增大堿性，可以調節溶液pH相等，b正確；

c.向溶液B中加適量水，稀釋溶液堿性減弱，可以調節溶液pH相等，c正確；

d.溶液B堿性大于A溶液，向溶液B中加適量NaOH，B溶液pH更大，d錯誤；

故合理選項是bc。