Question

14．一定溫度下，在恒容密閉容器中充入2molNO₂與1molO₂發生反應如下：4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）
（1）已知平衡常數K_350℃＜K_300℃，則該反應是放熱反應（填“吸熱”或“放熱”）； 常溫下，該反應能逆向自發進行，原因是逆反應方向的△S＞0．
（2）下列有關該反應的說法正確的是BD
A．擴大容器體積，平衡向逆反應方向移動，混合氣體顏色變深
B．恒溫恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，再次達到平衡時NO₂轉化率增大
C．恒溫恒容下，當容器內的密度不再改變，則反應達到平衡狀態
D．若該反應的平衡常數增大，則一定是降低了溫度
（3）氮的化合物種類較多，如NH₃、NO、NO₂、HNO₃、硝酸鹽等．
①亞硝酸是一種弱酸，能證明亞硝酸是弱電解質的是AD
A．常溫下，亞硝酸鈉溶液的pH＞7       
B．亞硝酸能和NaOH發生中和反應
C．用亞硝 酸 溶液做導電性實驗，燈泡很暗   
D．常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4
②根據酸堿質子理論，凡是能給出質子的分子或離子都是酸，凡是能結合質子的分子或離子都是堿．按照這個理論，下列微粒屬于兩性物質的是acd
a．H₂O    b．NO₂^-   c．H₂NCH₂COOH    d．H₂PO₄^-    e．H₂S
③氮同主族磷元素形成的Na₂HPO₄溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液則顯酸性，其原因是3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺（用離子方程式表示）．
（4）X、Y、Z、W分別是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四種強電解質中的一種．下表是常溫下濃度均為0.01mol•L^-1的X、Y、Z、W溶液的pH．

0.01mol•L-1溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

將X、Y、Z各1mol•L^-1同時溶于水中制得混合溶液，則混合溶液中各離子的濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）N₂O₅是一種新型綠色硝化劑，其制備可以用硼氫化鈉燃料電池作電源，采用電解法制備得到N₂O₅，工作原理如圖．則硼氫化鈉燃料電池的負極反應式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）平衡常數K_350℃＜K_300℃，說明溫度升高時平衡逆向移動，△H-T△S＜0時，反應能夠自發進行；
（2）A、擴大容器體積，平衡逆向移動，但各組分濃度都減�。�
B、恒溫恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，相當于加壓，平衡正向移動；
C、容器體積不變，氣體質量不變；
D、正反應放熱，降溫平衡正向移動；
（3）①部分電離的電解質是弱電解質，如果亞硝酸部分電離則亞硝酸是弱電解質，可以根據酸溶液或鈉鹽溶液的pH判斷；
②所給微粒中既能結合H⁺又能提供H⁺的有H₂PO₄^-、H₂O和H₂N-CH₂COOH，因此這四種物質從酸堿質子理論的角度上看既是酸又是堿，即兩性物質；
③若向Na₂HPO₄溶液中加入足量的CaCl₂溶液，HPO₄^2-離子和Ca²⁺離子反應生成沉淀，促進HPO₄^2-的電離，溶液顯示酸性；
（4）X、Y、Z各1mol•L^-1同時溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質為等物質的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關系是c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）根據鈉離子移動方向，判斷加入過氧化氫的一極為原電池的正極，發生還原反應，通入BH₄^-的一極為原電池的負極，發生氧化反應．

解答 解：（1）溫度升高時平衡逆向移動，說明正反應放熱；該反應的正反應放熱，則逆反應吸熱，△H＞0，若逆反應能夠自發進行，則其，△H-T△S＜0，必須要△S＞0，故答案為：放熱；逆反應方向的△S＞0；
（2）A、擴大容器體積，無論平衡怎樣移動，各組分濃度都減小，混合氣體顏色變淺，故A錯誤；
B、與開始加入比例相同加入反應物，平衡正向移動，反應物轉化率增大，故B正確；
C、容器中氣體密度始終不變，所以密度不變不能說明反應達到平衡狀態，故C錯誤；
D、降溫平衡正向移動，化學平衡常數增大，故D正確；
故答案為：BD；
（3）①A、亞硝酸鈉溶液的pH＞7，說明亞硝酸鈉是強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，所以能證明亞硝酸是弱酸，故A正確；
B、亞硝酸能與氫氧化鈉發生中和反應只能說明亞硝酸具有酸性，不能說明亞硝酸的電離程度，所以不能證明亞硝酸是弱酸，故B錯誤；
C、用亞硝酸鈉溶液作導電實驗，燈泡很暗，不能說明亞硝酸的電離程度，所以不能證明亞硝酸是弱酸，故C錯誤；
D、常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4，說明稀釋亞硝酸時，其氫離子物質的量增大，存在電離平衡，故D正確；
故答案為：AD；
②根據酸堿質子理論，凡是能給出質子的分子或離子都是酸，凡是能結合質子的分子或離子都是堿，質子就是氫離子．所給微粒中既能結合H⁺又能提供H⁺的有H₂PO₄^-、H₂O和H₂N-CH₂COOH，因此這四種物質從酸堿質子理論的角度上看既是酸又是堿，即兩性物質，
故答案為：acd；
③HPO₄^2-離子既能發生電離又能發生水解，電離反應式為HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，水解反應式為HPO₄^2-+H₂O?H₂PO₄^-+OH^-，溶液呈堿性，說明水解程度大于電離程度；
由于HPO₄^2-離子和Ca²⁺離子反應生成沉淀：3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺，促進HPO₄^2-的電離，溶液則顯酸性，
故答案為：3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺；
（4）X、Y、Z各1mol•L^-1同時溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質為等物質的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關系是c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）根據鈉離子移動方向，判斷加入過氧化氫的一極為原電池的正極，發生還原反應，通入BH₄^-的一極為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．

點評 本題考查了反應自發進行的條件、化學平衡的移動、弱電解質的判斷、鹽類水解以及離子濃度大小比較，考查范圍廣，難度較大．