Question

Ⅰ、下列實驗操作或對實驗事實的描述正確的是

 

．
①用量筒量取稀硫酸溶液8.0mL；
②中和熱的測定實驗中，可用金屬絲（棒）代替環(huán)形攪拌玻璃棒；
③用熱的濃鹽酸洗滌附著有MnO₂的試管；
④在硫酸銅晶體結晶水含量的測定中，若加熱后的無水硫酸銅粉末表面發(fā)黑，則所測結晶水含量可能會偏高；
⑤Fe（OH）₃膠體與FeCl₃溶液可用過濾的方法分離；
⑥用堿式滴定管量得KMnO₄溶液20.50mL；
⑦將水沿燒杯內壁緩緩注入濃硫酸中，不斷用玻璃棒攪拌以稀釋濃硫酸；
⑧用濕潤的pH試紙測量某溶液pH時，測量值一定比真實值��；
⑨鋅和一定量稀硫酸反應，為加快速率而不影響H₂的量可向溶液中加適量Cu（NO₃）₂晶體．
Ⅱ、2013年初，霧霾天氣多次肆虐天津、北京等地區(qū)．其中，燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一．

（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0
①該反應平衡常數(shù)表達式

 

．
②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t₁時刻達到平衡狀態(tài)的是

 

（填代號）．
（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題．
煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原NO_X可以消除氮氧化物的污染．已知：
CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ/mol
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-56.9kJ/mol
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
寫出CH₄催化還原N₂O₄（g）生成N₂和H₂O（l）的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：化學實驗方案的評價,熱化學方程式,化學平衡建立的過程,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：實驗評價題,化學平衡專題

分析：Ⅰ、①量筒感量是0.1mL；
②中和熱的測定實驗中，不能用金屬絲（棒）代替環(huán)形攪拌玻璃棒；
③加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應生成可溶性氯化錳；
④在硫酸銅晶體結晶水含量的測定中，若加熱后的無水硫酸銅粉末表面發(fā)黑，導致部分硫酸銅分解；
⑤Fe（OH）₃膠體與FeCl₃溶液都能透過濾紙；
⑥堿式滴定管只能盛放堿溶液；
⑦稀釋濃硫酸時，濃硫酸倒入水中；
⑧用濕潤的pH試紙測量某溶液pH時，導致所測溶液濃度偏低；
⑨鋅和硝酸反應生成NO．
Ⅱ、（1）①平衡常數(shù)等于生成物濃度的冪之積比上反應濃度冪之積；
②a、到達平衡后正、逆速率相等，不再變化；
b、到達平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，結合反應熱判斷隨反應進行容器內溫度變化，判斷溫度對化學平衡常數(shù)的影響；
c、t₁時刻后二氧化碳、CO的物質的量發(fā)生變化，最后不再變化；
d、到達平衡后各組分的含量不發(fā)生變化；
（2）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造目標熱化學方程式．

解答： 解：Ⅰ、①量筒感量是0.1mL，所以可以用量筒量取稀硫酸溶液8.0mL，故正確；
②中和熱的測定實驗中，不能用金屬絲（棒）代替環(huán)形攪拌玻璃棒，因為金屬棒會傳遞熱量，導致測量結果偏小，故錯誤；
③熱的濃鹽酸和二氧化錳反應生成可溶性氯化錳，稀鹽酸和二氧化錳不反應，故正確；
④在硫酸銅晶體結晶水含量的測定中，若加熱后的無水硫酸銅粉末表面發(fā)黑，導致部分硫酸銅分解，固體減少的質量增大，則所測結晶水含量可能會偏高，故正確；
⑤Fe（OH）₃膠體與FeCl₃溶液都能透過濾紙，所以不能用過濾的方法分離，應該用滲析的方法分離，故錯誤；
⑥高錳酸鉀溶液呈酸性，只能用酸式滴定管量取，故錯誤；
⑦將濃硫酸沿燒杯內壁緩緩注入水中，為防止局部溫度過高而濺出液體，不斷用玻璃棒攪拌以稀釋濃硫酸，故錯誤；
⑧用濕潤的pH試紙測量某溶液pH時，溶液濃度偏小，導致測量不準確，故錯誤；
⑨鋅和硝酸銅的酸性溶液反應生成NO，從而影響生成氫氣的量，故錯誤；
故選①③④；
Ⅱ、（1）①平衡常數(shù)等于生成物濃度的冪之積比上反應濃度冪之積，即：K=

C(N2)C2(CO2)

C2(NO)C2(CO)

，故答案為：K=

C(N2)C2(CO2)

C2(NO)C2(CO)

；
②a、到達平衡后正、逆速率相等，不再變化，t₁時刻V_正最大，之后隨反應進行速率發(fā)生變化，未到達平衡，故a錯誤；
b、該反應正反應為放熱反應，隨反應進行溫度升高，化學平衡常數(shù)減小，到達平衡后，溫度為定值，達最高，平衡常數(shù)不變，為最小，圖象與實際符合，故b正確；
c、t₁時刻后二氧化碳、CO的物質的量發(fā)生變化，t₁時刻未到達平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d、NO的質量分數(shù)為定值，t₁時刻處于平衡狀態(tài)，故d正確，
故答案為：bd；
（2）已知：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-867kJ/mol①
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H₂=-56.9kJ/mol②
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol③
根據(jù)蓋斯定律，①-②+④×2可得CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）+2（-44.0）kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（g）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（g）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol．

點評：本題考查了實驗方案評價，涉及蓋斯定律求焓變、化學平衡影響因素，化學反應速率，平衡常數(shù)概念計算應用等知識點，明確實驗原理是解本題關鍵，注意⑨中隱含條件，為易錯點．