Question

3．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）+ClNO（g）  K₁△H＜0  （I）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）               K₂△H＜0  （II）
（1）4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（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0.1mol Cl₂，10min時反應（II）達到平衡．測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則平衡后n（Cl₂）=0.025mol，NO的轉化率а₁=75%．其它條件保持不變，反應（II）在恒壓條件下進行，平衡常數K₂不變（填“增大”“減小”或“不變”．若要使K₂減小，可采用的措施是升高溫度．
（3）實驗室可用NaOH溶液吸收NO₂，反應為2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．含0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂恰好完全反應得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?）由大到小的順序為c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）．（已知HNO₂的電離常數K_a=7.1×10^-4mol•L?¹，CH₃COOH的電離常數K_a=1.7×10^-5mol•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中加適量水       d..向溶液B中加適量NaOH．

Answer 1

分析 （1）2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g） K₁△H＜0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g） K₂△H＜0 （II）
根據蓋斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），則該反應平衡常數為Ⅰ的平衡常數平方與Ⅱ的平衡常數的商；
（2）測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則△n（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1×10min×2L=0.15mol，由方程式計算參加反應NO、氯氣的物質的量，進而計算平衡時氯氣的物質的量、NO的轉化率；
平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，平衡常數增大；
（3）0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂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．mol/L，NaNO₂物質的量為0.1mol/L；
HNO₂的電離常數K_a=7.1×10^-4mol•L^-1，CH₃COOH的電離常數K_a=1.7×10^-5mol•L^-1，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．

解答 解：（1）2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g） K₁△H＜0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g） K₂△H＜0 （II）
根據蓋斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ可得：4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g），則該反應平衡常數K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$，
故答案為：$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$；
（2）測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，則△n（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1×10min×2L=0.15mol，
由方程式可知，參加反應氯氣的物質的量為0.15mol×$\frac{1}{2}$=0.075mol，故平衡時氯氣的物質的量為0.1mol-0.075mol=0.025mol；
參加反應NO物質的量為0.15mol，則NO的轉化率為$\frac{0.15mol}{0.2mol}$×100%=75%；
平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，平衡常數增大，
故答案為：0.025；75%；不變；升高溫度；
（3）0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO₂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．mol/L，NaNO₂物質的量為0.1mol/L，溶液B為0.1mol•L^-1的CH₃COONa溶液；
HNO₂的電離常數K_a=7.1×10^-4mol•L^-1，CH₃COOH的電離常數K_a=1.7×10^-5mol•L^-1，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，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^-），
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，不能調節溶液pH相等，故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，故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，故c正確；
d．溶液B堿性大于A溶液，向溶液B中加適量NaOH，溶液pH更大，故d錯誤；
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（CH₃COO^-）；bc．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、化學平衡常數、鹽類水解、離子濃度大小比較等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及靈活應用基礎知識的能力，需要學生具備扎實的基礎與靈活應用能力，難度中等．