Question

1．计算
（1）在3L的密闭容器中充入2mol A气体和2mol B气体，在一定条件下发生反应：2A（g）+B（g）?2C（g），达平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的0.8倍，则A的转化率为80%．
（2）某金属与足量稀硝酸充分反应，无气体放出，再向该溶液中加入过量NaOH溶液，加热，收集到标况下气体0.224升，整个过程转移电子的物质的量为0.08mol．
（3）在100mL 混合溶液中，HNO₃和 H₂SO₄的物质的量浓度分别是0.1mol/L，0.4mol/L向该混合液中加入 2.56g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中 Cu²⁺的物质的量浓度是0.15mol/L （假设溶液体积不变）．
（4）在1L2mol/L的AlCl₃溶液中，加入1mol/L的NaOH溶液，产生了39g沉淀，则加入NaOH溶液的体积为1.5L或7.5L．
（5）钠、镁、铝均为0.2mol分别与200mL浓度为1mol/L的HCl溶液反应，产生氢气量相等．
（6）将32g铜与100mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂的混合气体标准状况下的体积为11.2L，气体全部逸出后，向溶液中加入VmL n mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为=（5+$\frac{nV}{100}$）mol/L．（结果须化简）
（7）已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量a kJ，且氧气中1mol O═O键完全断裂时吸收热量bkJ，水蒸气中1mol H-O键形成时放出热量c kJ，则氢气中1mol H-H键断裂时吸收热量为$\frac{4c-b-4a}{2}$kJ．

Answer 1

分析 （1）达平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的0.8倍，说明平衡时气体的物质的量时反应前的0.8倍．设反应中消耗A的物质的量是xmol，则消耗B为0.5xmol，生成Cxmol，则平衡是气体的物质的量是2-x+2-0.5x+x=4-0.5x，根据题意有（2+2）×0.8=4-0.5x，解得x=1.6，A的转化率=$\frac{参加反应的A的物质的量}{A的初始物质的量}×100%$；
（2）金属与足量稀硝酸反应，为产生气体，说明硝酸被还原的产物与硝酸反应生成盐；与氢氧化钠溶液反应，加热产生气体，说明此气体为氨气，物质的量是$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则根据氨气和转移电子之间的关系式计算；
（3）2.56gCu的物质的量是2.56g/64g/mol=0.04mol，在混合酸中氢离子的物质的量是0.1L×（0.1+0.4×2）mol/L=0.09mol．硝酸根离子的物质的量是0.1L×0.1mol/L=0.01mol．Cu与混合酸反应的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4 H₂O，根据离子方程式可知，Cu、氢离子均过量，所以按硝酸根离子的物质的量进行计算．所以消耗Cu的物质的量是0.01mol×$\frac{3}{2}$=0.015mol，再根据c=$\frac{n}{V}$计算浓度；
（4）1L2mol/L的AlCl₃溶液中，氯化铝的物质的量是2mol，39g沉淀为氢氧化铝，物质的量是0.5mol，可知铝元素未完全沉淀．若氢氧化钠不足，根据元素守恒，则消耗氢氧化钠的物质的量为0.5mol×3=1.5mol，溶液体积=$\frac{n}{c}$；
若氢氧化钠过量，则铝离子一部分与氢氧根离子生成氢氧化铝沉淀，一部分与过量氢氧根离子生成偏铝酸根离子，根据铝元素守恒，则偏铝酸根离子的物质的量是2mol-0.5mol=1.5mol，根据4OH^-～AlO₂^-，所以此时消耗的氢氧根离子的物质的量是偏铝酸根离子的4倍，为1.5mol×4=6.0mol，所以共消耗氢氧化钠的物质的量是1.5+6=7.5mol，溶液体积=$\frac{n}{c}$；
（5）Na、Mg、Al的物质的量相同，均是0.2mol，与HCl反应时，若盐酸过量，则产生的氢气量肯定不相同，其中Na产生的氢气最少．所以若产生的氢气的量相同，则HCl不足，此时生成的氢气的量按照HCl的量进行计算，所以以钠为标准，判断需要盐酸的体积，0.2molNa完全反应生成0.1mol氢气，消耗HCl的物质的量是0.2mol，溶液体积=$\frac{n}{c}$；
（6）溶液中加入VmL n mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液为硝酸钠溶液，根据钠元素守恒，可知未被还原的硝酸的物质的量为$\frac{nV}{1000}$ mol；被还原的硝酸的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，所以原溶液中硝酸的物质的量是（0.5+$\frac{nV}{1000}$ ）mol，则原硝酸溶液的物质的量浓度=$\frac{n}{V}$；
（7）根据题意可知，2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量是4akJ，热化学方程式是2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-4akJ/mol．根据反应热和键能的关系反应热=反应物的总键能-生成物的总键能．

解答 解：（1）达平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的0.8倍，说明平衡时气体的物质的量时反应前的0.8倍．设反应中消耗A的物质的量是xmol，则消耗B为0.5xmol，生成Cxmol，则平衡是气体的物质的量是2-x+2-0.5x+x=4-0.5x，根据题意有（2+2）×0.8=4-0.5x，解得x=1.6，所以A的转化率是$\frac{1.6mol}{2mol}$×100%=80%，
故答案为：80%；
（2）金属与足量稀硝酸反应，为产生气体，说明硝酸被还原的产物与硝酸反应生成盐；与氢氧化钠溶液反应，加热产生气体，说明此气体为氨气，物质的量是$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则此过程中转移电子的物质的量是0.01mol×[5-（-3）]=0.08mol，故答案为：0.08；
（3）2.56gCu的物质的量是2.56g/64g/mol=0.04mol，在混合酸中氢离子的物质的量是0.1L×（0.1+0.4×2）mol/L=0.09mol．硝酸根离子的物质的量是0.1L×0.1mol/L=0.01mol．Cu与混合酸反应的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4 H₂O，根据离子方程式可知，Cu、氢离子均过量，所以按硝酸根离子的物质的量进行计算．所以消耗Cu的物质的量是0.01mol×$\frac{3}{2}$=0.015mol，则所得溶液中 Cu²⁺的物质的量浓度是$\frac{0.015mol}{0.1L}$=0.15mol/L，
故答案为：0.15；
（4）1L2mol/L的AlCl₃溶液中，氯化铝的物质的量是2mol，39g沉淀为氢氧化铝，物质的量是0.5mol，可知铝元素未完全沉淀．若氢氧化钠不足，根据元素守恒，则消耗氢氧化钠的物质的量为0.5mol×3=1.5mol，消耗1mol/L氢氧化钠溶液的体积是$\frac{1.5mol}{1mol/L}$=1.5L；若氢氧化钠过量，则铝离子一部分与氢氧根离子生成氢氧化铝沉淀，一部分与过量氢氧根离子生成偏铝酸根离子，根据铝元素守恒，则偏铝酸根离子的物质的量是2mol-0.5mol=1.5mol，根据4OH^-～AlO₂^-，所以此时消耗的氢氧根离子的物质的量是偏铝酸根离子的4倍，为1.5mol×4=6.0mol，所以共消耗氢氧化钠的物质的量是1.5+6=7.5mol，则氢氧化钠溶液的体积是$\frac{7.5mol}{1mol/L}$=7.5L，
故答案为：1.5L或7.5L；
（5）Na、Mg、Al的物质的量相同，均是0.2mol，与HCl反应时，若盐酸过量，则产生的氢气量肯定不相同，其中Na产生的氢气最少，所以若产生的氢气的量相同，则HCl不足，此时生成的氢气的量按照HCl的量进行计算．所以以钠为标准，判断需要盐酸的体积．0.2molNa完全反应生成0.1mol氢气，消耗HCl的物质的量是0.2mol，需要1mol/L盐酸的体积是$\frac{0.2mol}{1mol/L}$=0.2L=200mL，
故答案为：200；
（6）溶液中加入VmL n mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液为硝酸钠溶液，根据钠元素守恒，可知未被还原的硝酸的物质的量为$\frac{nV}{1000}$ mol；被还原的硝酸的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，所以原溶液中硝酸的物质的量是（0.5+$\frac{nV}{1000}$ ）mol，则原硝酸溶液的物质的量浓度为$\frac{（0.5+\frac{nV}{1000}）mol}{0.1L}$=（5+$\frac{nV}{100}$）mol/L，
故答案为：（5+$\frac{nV}{100}$）；
（7）根据题意可知，2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量是4akJ，热化学方程式是2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-4akJ/mol．根据反应热和键能的关系反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，设1 mol H-H键断裂时吸收热量为x，所以-4a=2x+b-2×2c，解得x=$\frac{4c-b-4a}{2}$，
故答案为：$\frac{4c-b-4a}{2}$．

点评 本题考查化学方程式的计算、热化学反应方程式的计算等知识点，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个物理量之间的关系式水解本题关键，注意（4）题中可能NaOH不足量也可能过量，为易错题．