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二氧化氮（NO₂)是一種具有高度活性的氣態物質，NO₂與Na₂O₂均具有較強的氧化性，某研究性學習小組對二者能否發生反應進行探究。

【實驗】

下列關于實驗室制備NO₂的說法正確的是_______

a．實驗室常用銅和濃硝酸反應制取二氧化氮

b．二氧化氮常用向下排空氣法收集

c．二氧化氮易溶于水，尾氣可用水吸收.

d．用注射器收集的二氧化氮，壓縮后顏色變淺

e．實驗后容器中殘留液需用堿液處理

【提出假設】

假設一：NO₂與Na₂O₂二者不反應；

假設二：NO₂能被Na₂O₂氧化；

假設三：                            

【查閱文獻】

NO₂在反應中能生成HNO₃和HNO₂；HNO₂旣有氧化性，又有還原性，能被強氧化劑如KMnO₄氧化。

【設計實驗】

(1)實驗時，將NO₂氣體通入盛有Na₂O₂的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明假設    不成立。

(2)若假設二成立，反應的化學方程式是               。

(3)為驗證假設二是否成立，該小組同學做了如下定性實驗研究，請完成下表內容。

【定量分析】

若實驗前該小組同學用托盤天平稱量過氧化鈉的質量為3.9g，充分反應后白色固體質量為8.4g，該小組同學得出假設2不成立的結論。你是否同意他們的結論，并簡述理由：               

（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。工業上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內，以H₂表示的平均反應速率為        mol·L^-1·s^-1 。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數K =                                   。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將         。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態   D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，所以根據△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，根據圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發生變化，平衡時甲醇的物質的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為

0.1mol某烴在氧氣中完全燃燒，將生成物全部通入濃硫酸中，濃硫酸增重9g，繼續通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀50g.

求：（1）該有機化合物的分子式

（2）若分子中只有兩個甲基且屬于不飽和烴，寫出其結構簡式

【解析】考查有機物分子式和結構式的判斷。濃硫酸增重9g，說明生成物水是9g，物質的量是0.5mol。沉淀是碳酸鈣，物質的量是0.5mol，則二氧化碳也是0.5mol。根據原子守恒可知分子式為C₅H₁₀。若屬于不飽和烴，則是烯烴，分子中只有兩個甲基，所以可能的結構簡式是、、。

0.1mol某烴在氧氣中完全燃燒，將生成物全部通入濃硫酸中，濃硫酸增重9g，繼續通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀50g.

求：（1）該有機化合物的分子式

（2）若分子中只有兩個甲基且屬于不飽和烴，寫出其結構簡式

【解析】考查有機物分子式和結構式的判斷。濃硫酸增重9g，說明生成物水是9g，物質的量是0.5mol。沉淀是碳酸鈣，物質的量是0.5mol，則二氧化碳也是0.5mol。根據原子守恒可知分子式為C₅H₁₀。若屬于不飽和烴，則是烯烴，分子中只有兩個甲基，所以可能的結構簡式是、、。

（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。工業上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內，以H₂表示的平均反應速率為       mol·L^-1·s^-1。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數K =                                  。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將        。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態  D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發進行，所以根據△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，根據圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發生變化，平衡時甲醇的物質的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為