Question

1．如图所示，活塞的质量与筒壁的摩擦不计，与K相连的细管的体积也忽略不计，在标准状况下：
（1）b中气体与水不接触，打开K，足够长时间后，a中气体体积减小的范围是：△V（减小）$\frac{V}{2}$＜△V（减小）＜V；
（2）在上述（1）之后，快速推a中活塞至a中气体全部进入b中，观察到的现象是b中气体的颜色先变深后略变浅，原因是体积缩小，气体密度变大，颜色加深，随后2NO₂?N₂O₄平衡向右正向移动，NO₂的浓度减小；
（3）若固定a中活塞如图所示，打开K，移走b的密封套，足够长时间后，观察到的现象是a、b中气体由无色逐渐变为红棕色，溶液（或水）缓慢进入b中，最终充满b，且a中充液约$\frac{3V}{4}$L，剩余气体为无色气体，所得溶质的物质的量浓度为（设溶质不扩散到水槽中）0.0255mol/L．

Answer 1

分析 （1）发生2NO+O₂=2NO₂，2NO₂?N₂O₄，aL氧气参加反应气体体积减小；
（2）快速推a中活塞至a中气体全部进入b中，则压强增大，2NO₂?N₂O₄正向移动；
（3）打开K，移走b的密封套，发生2H₂O+4NO+3O₂=4HNO₃，以此计算．

解答 解：（1）发生2NO+O₂=2NO₂，2NO₂?N₂O₄，aL氧气参加反应气体体积减小，
2NO+O₂=2NO₂ △V
     1       1 
     V       V
且发生2NO₂?N₂O₄，为可逆反应，则$\frac{V}{2}$＜△V（减小）＜V，
故答案为：$\frac{V}{2}$＜△V（减小）＜V；
（2）快速推a中活塞至a中气体全部进入b中，则压强增大，2NO₂?N₂O₄正向移动，则b中气体的颜色先变深后略变浅，是因体积缩小，气体密度变大，颜色加深，随后2NO₂?N₂O₄平衡向右正向移动，NO₂的浓度减小，
故答案为：b中气体的颜色先变深后略变浅；体积缩小，气体密度变大，颜色加深，随后2NO₂?N₂O₄平衡向右正向移动，NO₂的浓度减小；
（3）打开K，移走b的密封套，足够长时间发生2H₂O+4NO+3O₂=4HNO₃，则观察到a、b中气体由无色逐渐变为红棕色，溶液（或水）缓慢进入b中，最终充满b，且a中充液约$\frac{3V}{4}$L，剩余气体为无色气体，反应后溶质为硝酸，由N原子守恒可知，硝酸的物质的量为$\frac{V}{22.4}$mol，溶液体积为（V+$\frac{3}{4}$V）L，则所得溶质的物质的量浓度为$\frac{\frac{V}{22.4}mol}{\frac{7}{4}L}$=0.255mol/L，故答案为：a、b中气体由无色逐渐变为红棕色，溶液（或水）缓慢进入b中，最终充满b，且a中充液约$\frac{3V}{4}$L，剩余气体为无色气体；0.255mol/L．

点评 本题考查化学实验方案的评价及实验装置的综合应用，为高频考点，把握发生的反应、平衡移动及物质的量浓度计算为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．