Question

【题目】根据所学知识，完成下面题目：
（1）亚硝酰氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂，可通过反应获得：NO（g）+Cl2（g）═2ClNO（g）．①氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：
2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）△H1 K1
4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）△H2 K2
2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g）△H3 K3
则△H3=（用△H1和△H2表示），K3=（用K1和K2表示）．
②NaOH溶液可以吸收氮的氧化物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O．室温下，用一定量的NaOH
溶液吸收NO、NO2混合气体，得到0.1mol/L的NaNO2溶液．已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4 ，
那么室温下NO2﹣的水解常数Kh= ， 0.1mol/L NaNO2溶液中从c（Na+ ）、c（OH﹣ ）、c（NO2﹣ ）、c（HNO2）的大小顺序为 ．
（2）在3.0L密闭容器中，通入0.10mol CH4和0.20molNO2 ， 在一定温度下进行反应，CH4（g）+2NO2（g）CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）△H＜0，反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：

时间t/min	0	2	4	6	8	10
总压强p/100kPa	4.80	5.44	5.76	5.92	6.00	6.00

①由表中数据计算0～4min内v（NO2）= ， 该温度下的平衡常数K=（不必带单位）．
②在一恒容装置中，通入一定量CH4和NO2 ， 测得在相同时间内，在不同温度下，NO2的转化率如图（横坐标为反应温度，纵坐标为NO2转化率/%）：

则下列叙述正确的是 ．
A．若温度维持在200℃更长时间，NO2的转化率将大于19%
B．反应速率：b点的v （逆）＞e点的 v （逆）
C．平衡常数：c点=d点
D．提高b点时NO2的转化率和反应速率，可适当升温或增大c（CH4）

Answer 1

【答案】
（1）2△H1﹣△H2；；1.4×10﹣11；c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2）
（2）0.01mol/（L?min）；0.675；AD
【解析】解：（1）①已知：I.2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）Ⅱ．4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）根据盖斯定律，Ⅰ×2﹣Ⅱ可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），该反应△=2△H1﹣△H2 ， 平衡常数K3= ，所以答案是：2△H1﹣△H2； ；②NO2﹣的水解常数Kh= = = = =1.4×10﹣11 ， 溶液中NO2﹣离子水解，溶液呈碱性，水也电离生成氢氧根离子，浓度顺序为：c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2），所以答案是：1.4×10﹣11；c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2）；（2）①压强之比等于物质的量之比，则4min时混合气体总物质的量为（0.1+0.2）mol× =0.36mol，由方程式可知1molNO2反应时混合气体物质的量增大1mol，则反应的NO2为2×（0.36﹣0.3）mol=0.12mol，0～4min内v（NO2）= =0.01mol/（Lmin）；
8min时处于平衡状态，压强之比等于物质的量之比，则平衡时混合气体总物质的量为（0.1+0.2）mol× =0.375mol，设参加反应的均为为xmol，则：
CH4（g）+2NO2（g）CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）
起始量（mol）：0.1 0.2 0 0 0
变化量（mol）：x 2x x x 2x
平衡量（mol）：0.1﹣x 0.2﹣2x x x 2x
所以0.1﹣x+0.2﹣2x+x+x+2x=0.375，解得x=0.075，
则平衡常数K= = =0.675，所以答案是：0.01mol/（Lmin）；0.675；②图为测得在相同时间内，在不同温度下NO2的转化率，温度400℃、500℃转化率最大，处于平衡状态，之前没有到达平衡，之后升高温度，转化率降低，平衡逆向移动．A．图中200℃时，反应没有到达平衡，向正反应进行，温度维持在200℃更长时间，NO2的转化率将大于19%，故A正确；B．b点反应向正反应进行，e处于平衡状态，且E温度高，故b点的v （逆）＜e点的 v （逆），故B错误；C．c、d温度不同，平衡常数不同，故C错误；D．增大反应物浓度可以加快反应速率，提高其他物质的转化率，b向正反应进行，当升温可以加快速率，反应继续向正反应进行并到达平衡，故D正确，故选：AD．
解：（1）①已知：I.2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g）
Ⅱ．4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）
根据盖斯定律，Ⅰ×2﹣Ⅱ可得：2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g），该反应△=2△H1﹣△H2 ， 平衡常数K3= ，
所以答案是：2△H1﹣△H2； ；
②NO2﹣的水解常数Kh= = = = = =1.4×10﹣11 ， 溶液中NO2﹣离子水解，溶液呈碱性，水也电离生成氢氧根离子，浓度顺序为：c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2），
所以答案是：1.4×10﹣11；c（Na+ ）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（HNO2）；（2）①压强之比等于物质的量之比，则4min时混合气体总物质的量为（0.1+0.2）mol× =0.36mol，由方程式可知1molNO2反应时混合气体物质的量增大1mol，则反应的NO2为2×（0.36﹣0.3）mol=0.12mol，0～4min内v（NO2）= =0.01mol/（Lmin）；
8min时处于平衡状态，压强之比等于物质的量之比，则平衡时混合气体总物质的量为（0.1+0.2）mol× =0.375mol，设参加反应的均为为xmol，则：
CH4（g）+2NO2（g）CO2（g）+N2（g）+2H2O（g）
起始量（mol）：0.1 0.2 0 0 0
变化量（mol）：x 2x x x 2x
平衡量（mol）：0.1﹣x 0.2﹣2x x x 2x
所以0.1﹣x+0.2﹣2x+x+x+2x=0.375，解得x=0.075，
则平衡常数K= = =0.675，
所以答案是：0.01mol/（Lmin）；0.675；
②图为测得在相同时间内，在不同温度下NO2的转化率，温度400℃、500℃转化率最大，处于平衡状态，之前没有到达平衡，之后升高温度，转化率降低，平衡逆向移动．
A．图中200℃时，反应没有到达平衡，向正反应进行，温度维持在200℃更长时间，NO2的转化率将大于19%，故A正确；
B．b点反应向正反应进行，e处于平衡状态，且E温度高，故b点的v （逆）＜e点的 v （逆），故B错误；
C．c、d温度不同，平衡常数不同，故C错误；
D．增大反应物浓度可以加快反应速率，提高其他物质的转化率，b向正反应进行，当升温可以加快速率，反应继续向正反应进行并到达平衡，故D正确，
故选：AD．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．