Question

8．研究氨氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：
2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）　K₁ △H₁＜0 （Ⅰ）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）　K₂ △H₂＜0（Ⅱ）
（1）4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（2）為研究不同條件對(duì)反應(yīng)（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0.1mol Cl₂，10min時(shí)反應(yīng)（Ⅱ）達(dá)到平衡．測(cè)得10min內(nèi)v（ClNO）=7.5×10^-3 mol•L^-1•min^-1，則平衡后n（Cl₂）=0.025mol，NO的轉(zhuǎn)化率α₁=75%．其他條件保持不變，反應(yīng)（Ⅱ）在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α₂＞α₁（填“＞”“＜”或“=”），平衡常數(shù)K₂不變（填“增大”“減小”或“不變”）．若要使K₂減小，可采取的措施是升高溫度．
（3）實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液吸收NO₂，反應(yīng)為2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O．含0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，溶液B為0.1mol•L^-1的CH₃COONa溶液，則兩溶液中c（NO₃^-）、c（NO₂^-）和c（CH₃COO^-）由大到小的順序?yàn)閏（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）．（已知HNO₂電離常數(shù)K_a=7.1×10^-4 mol•L^-1，CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10^-5 mol•L^-1）可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是bc．
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HCl          d．向溶液B中加適量NaOH
（4）25℃時(shí)，將a mol CH₃COONa加入到b L CH₃COOH溶液中形成呈中性溶液（忽略體積變化），則醋酸的濃度為$\frac{a}{170b}$ mol•L^-1．（請(qǐng)用含a、b字母表示，已知CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=1.7×10^-5 mol•L^-1）

Answer 1

分析 （1）①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），△H₁＜0 （Ⅰ），平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），△H₂＜0 （Ⅱ），平衡常數(shù)K₂ =$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）．c（Cl）}$，
③4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（Cl）．{c}^{2}（NO）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$；
（2）依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算，依據(jù)反應(yīng)速率概念計(jì)算v=$\frac{△c}{△t}$、轉(zhuǎn)化率概念的計(jì)算，轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，反應(yīng)（Ⅱ）在恒壓條件下進(jìn)行，隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體體積減小，為保持恒壓所以容器體積減小，壓強(qiáng)比恒容容器大，平衡正向進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α₂ 增大；平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度、壓強(qiáng)變化，若要使K₂減小，平衡逆向進(jìn)行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，依據(jù)平衡移動(dòng)原理應(yīng)升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)隨溫度變化；
（3）根據(jù)2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O知，0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，則生成n（NaNO₃）=n（NaNO₂）=0.1mol，溶液體積是1L，所以c（NaNO₃）=c（NaNO₂）=0.1mol/L，B溶液中為0.1mol/LCH₃COONa溶液，酸的電離平衡常數(shù)越大酸的酸性越強(qiáng)，相應(yīng)的酸根離子水解程度越小，酸根離子水解程度越小則溶液中酸根離子濃度越大；醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子，所以B溶液堿性大于A，要使A、B溶液pH相等，可以向B中加入少量酸或水，或A中加入少量堿；            
（4）溶液呈中性，則c（OH^-）=c（H⁺）=10^-7 mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（CH₃COO^-）=c（Na⁺）=$\frac{a}$mol/L，設(shè)原來醋酸溶液濃度為xmol/L，加入的醋酸鈉抑制醋酸電離，所以混合溶液中c（CH₃COOH）=xmol/L，醋酸電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}^{+}）．c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$．

解答 解：（1）①2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g），△H₁＜0 （Ⅰ），平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（ClNO）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$，
②2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），△H₂＜0 （Ⅱ），平衡常數(shù)K₂ =$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）．c（Cl）}$，
③4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（Cl）．{c}^{2}（NO）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）}$，計(jì)算得到K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$，
故答案為：$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$；
（2）在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min時(shí)反應(yīng)（Ⅱ）達(dá)到平衡，測(cè)得10min內(nèi)v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，物質(zhì)的量為7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1×10min×2L=0.15mol，
             2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g），
起始量（mol） 0.2      0.1        0
變化量（mol） 0.15     0.075    0.15
平衡量（mol） 0.05     0.025    0.15
則平衡后n（Cl₂）=0.025mol，
NO的轉(zhuǎn)化率α₁=$\frac{0.15mol}{0.2mol}$×100%=75%；
其他條件保持不變，反應(yīng)（Ⅱ）在恒壓條件下進(jìn)行，隨反應(yīng)進(jìn)行，氣體體積減小，為保持恒壓所以容器體積減小，壓強(qiáng)比恒容容器大，平衡正向進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α₂ 增大；平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度、壓強(qiáng)變化，若要使K₂減小，平衡逆向進(jìn)行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，依據(jù)平衡移動(dòng)原理應(yīng)升高溫度，平衡逆向進(jìn)行；
故答案為：0.025；75%；＞；不變；升高溫度
（3）根據(jù)2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O知，0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應(yīng)得1L溶液A，則生成n（NaNO₃）=n（NaNO₂）=0.1mol，溶液體積是1L，所以c（NaNO₃）=c（NaNO₂）=0.1mol/L，B溶液中為0.1mol/LCH₃COONa溶液，酸的電離平衡常數(shù)越大酸的酸性越強(qiáng)，相應(yīng)的酸根離子水解程度越小，酸根離子水解程度越小則溶液中酸根離子濃度越大，硝酸根離子不水解，醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子，所以這三種離子濃度大小順序是c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）；醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子，所以B溶液堿性大于A，要使A、B溶液pH相等，可以向B中加入少量酸或水，或A中加入少量堿，故選bc；
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）；bc；              
（4）溶液呈中性，則c（OH^-）=c（H⁺）=10^-7 mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（CH₃COO^-）=c（Na⁺）=$\frac{a}$mol/L，設(shè)原來醋酸溶液濃度為xmol/L，加入的醋酸鈉抑制醋酸電離，所以混合溶液中c（CH₃COOH）=xmol/L，醋酸電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}^{+}）．c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{1{0}^{-7}×\frac{a}}{x}$=1.7×10^-5，
所以x=$\frac{a}{170b}$，
故答案為：$\frac{a}{170b}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查弱電解質(zhì)電離平衡計(jì)算、離子濃度大小比較、化學(xué)平衡計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查基本原理及基本計(jì)算，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)、鹽類水解特點(diǎn)結(jié)合三段式法進(jìn)行分析解答，難點(diǎn)是（4）題計(jì)算，知道酸的電離平衡常數(shù)與酸根離子水解程度關(guān)系，題目難度中等．