Question

【題目】（Ⅰ）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)＋NOCl(g)　K1 ΔH1<0 (Ⅰ)

2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)　K2　ΔH2<0 (Ⅱ)

（1）4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝________(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2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min時反應(Ⅱ)達到平衡。測得10 min內(nèi)v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，則平衡后n(Cl2)＝________ mol，NO的轉(zhuǎn)化率α1＝________。其他條件保持不變，反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常數(shù)K2________(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是____________。

（3）實驗室可用NaOH溶液吸收NO2，反應為2NO2 +2NaOH =NaNO3 +NaNO2 +H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應得1L溶液A，溶液B為0.1 mol/L的CH3COONa溶液，則兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序為_______________。（已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10-4 mol/L，CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.7×10-5 mol/L）可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是_____。

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

（Ⅱ）在恒壓密閉容器中，充入一定量的H2和CO2 發(fā)生如下可逆反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，實驗測得反應物在不同溫度下，反應體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系曲線如圖所示。

（1）該反應的ΔS______0（填＞或＜），該反應在_______（填“低溫”或“高溫”）條件下利于自發(fā)進行；

（2）比較T1與T2的大小關(guān)系：T1__T2（填“＜”、“＝”或“＞”），理由是_______。

Answer 1

【答案】K12/K2 0.025 75% > 不變 升溫 c(NO3-) >c(NO2-) >c(CH3COO-) bc < 低溫 ＜ 該反應為放熱反應，溫度降低，反應正向移動，所以T1＜T2

【解析】

（I）（1）K1=c(NOCl)/c2(NO2)，K2=c2(NOCl)/[c2(NO)·c(Cl2)]，K=[c2(NO)·c(Cl2)]/c4(NO2)，因此K=K12/K2；

（2）10min內(nèi)生成NOCl的物質(zhì)的量為7.5×10－3×10×2mol=0.15mol，平衡后，n(Cl2)=(0.1－0.15/2)mol=0.025mol，消耗NO的物質(zhì)的量為0.15mol，則NO的轉(zhuǎn)化率為0.15/0.2×100%=75%，其他條件不變，反應（II）在恒壓條件下進行，隨反應進行，氣體體積減小，為保持恒壓容器的體積減小，恒壓時的壓強比恒容時壓強大，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率α2增大，平衡常數(shù)只受溫度的影響，即K2不變，要是K2減小，平衡向逆反應方向進行，正反應是放熱反應，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應方向進行；

（3）根據(jù)所給物質(zhì)的量，NO2和NaOH恰好完全反應，生成的NaNO2和NaNO3的物質(zhì)的量均為0.1mol，物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L－1，NO3－為強酸根離子，NO2－和CH3COO－為弱酸根離子，發(fā)生水解，即NO3－物質(zhì)的量濃度最大，根據(jù)電離平衡常數(shù)，HNO2的酸性強于CH3COOH，CH3COO－水解程度大于NO2－，即三者離子濃度大小順序是c(NO3－)>c(NO2－)>c(CH3COO－)；CH3COO－的水解能力大于NO2－，溶液A的堿性弱于溶液B，a、根據(jù)上述分析，溶液A的堿性弱于溶液B，向溶液A中加適量水，稀釋溶液，c(OH－)減小，不能使兩種溶液pH相同，故a錯誤；

b、向溶液A中加入NaOH，增大c(OH－)，提高溶液的pH，可以使兩種溶液的pH相同，故b正確；

c、溶液B中加水稀釋，堿性減弱，可以使兩種溶液的pH相同，故c正確；

d、向B中加入NaOH，堿性增強，不會使兩種溶液的pH相同，故d錯誤；

（II）（1）根據(jù)反應方程式，該反應為熵減，即△S<0；依據(jù)復合判據(jù)，△G=△H－T△S，該反應為放熱反應，△H<0，△S<0，因此能夠自發(fā)進行，需要在低溫下，才能△G<0；

（2）該反應為放熱反應，溫度越低，CO2的轉(zhuǎn)化率加快，坐等壓線，得出T1<T2。