Question

科学研究、工业生产和日常生活都离不开物质的制备．
（一）N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．
（1）N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式为

 

．
（2）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）△H＞0
①反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

t/s	0	500	1000
c(N2O5/mol?L-1)	5.00	3.52	2.48

则500s内N₂O₅的分解速率为

 

．
③在T₂温度下，反应1000s时测得N₂O₅的浓度为4.98mol/L，则T₂

 

T₁（填“＞“、“＜”或“=”）．
（3）图1所示装置可用于制备N₂O₅，生成N₂O₅的电极反应式为

 

．

（二）工业上制备BaCl₂的工艺流程图如图2，某研究小组在实验室用重晶石（主要成分为BaSO₄）对上述工业过程进行了模拟实验．
（1）步骤①中BaSO₄与碳在高温下反应，每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的热量，此反应的热化学方程式为

 

．
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，

c(Br-)

c(Cl-)

=

 

．
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
（3）若用含8.0gNaOH的溶液吸收H₂S气体，将得到的溶液小心蒸干，得到无水物7.9g，则该无水物一定含有的成分是

 

．若NaOH溶液吸收H₂S气体生成等物质的量的Na₂S和NaHS，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,电极反应和电池反应方程式,化学平衡移动原理,离子浓度大小的比较

专题：

分析：（一）（1）根据硝基苯是由苯基和硝基构成的书写其结构简式；
（2）①在恒容密闭容器中，通入与反应无关的气体，原平衡不移动；
②结合表中数据，根据v（N₂O₅）=

△c

△t

求算；
③该反应正方向为吸热反应，升高温度N₂O₅的浓度减小；
（3）由N₂O₄制取N₂O₅需要是去电子，所以N₂O₅在阳极区生成；
（二）（1）先写出方程式，再根据物质的量之比等于热量比求出反应热；
（2）当两种沉淀共存时，溶液是AgCl和AgBr的饱和溶液，溶液中

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

，依此计算；
（3）利用假设法，假设8克NaOH反应只生成硫氢化钠，根据反应的化学方程式可求出硫氢化钠的质量；假设8克NaOH反应只生成硫化钠，根据反应的化学方程式可求出硫化钠的质量；根据固体7.9g进行判断，在若最小值～8之间，可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS，但若在8～最大值之间，则是Na₂S和NaHS；Na₂S和NaHS的混合溶液显碱性，NaHS以水解为主，据此判断．

解答： 解：（一）（1）硝基苯的结构简式是，
故答案为：；
（2）①恒温恒容下，通入氮气，反应混合物个组分的浓度不变，平衡不移动，N₂O₅的转化率不变，
故答案为：不变；
②由图可知，500s内N₂O₅的浓度变化量为5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率为

1.48mol/L

500s

=0.00296 mol?L^-1?s^-1，
故答案为：0.00296 mol?L^-1?s^-1；
③由表中数据可知，在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol?L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-

1

2

×4.98mol?L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度，说明该温度下反应正向进行程度小，故温度T₂＜T₁，
故答案为：＜；
（3）从电解原理来看，N₂O₄制备N₂O₅为氧化反应，则N₂O₅应在阳极区生成，反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺，
故答案为：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺；
（二）（1）BaSO₄与碳在高温下反应的方程式为：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s），每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的热量，所以△H=+571.2kJ/mol，此反应的热化学方程为：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol，
故答案为：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）当两种沉淀共存时，溶液中Ag⁺离子浓度相同，根据溶度积常数计算，c（Br^-）=

Ksp(AgBr)

c(Ag+)

，c（Cl^-）=

Ksp(AgCl)

c(Ag+)

，
则

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

=

5.4×10-13

2.0×10-10

=2.7×10^-3，
故答案为：2.7×10^-3；
（3）设8克NaOH完全反应转化为硫氢化钠，其质量为x
 NaOH+H₂S═NaHS+H₂O
  40       56
  8g       x
x=

8g×56

40

=11.2g，
即8克NaOH完全反应可生成硫氢化钠的质量为11.2g，
设8克NaOH完全反应只生成硫化钠，其质量为y，
 2NaOH+H₂S═Na₂S+2H₂O
  80        78
  8g        y
y=

8g×78

80

=7.8g，
即8克NaOH完全反应可生成硫化钠的质量为7.8g，
固体质量在7.8-8之间，可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS，但若在8-11.2之间，则是Na₂S和NaHS，
由11.2g＞7.9g＞7.8g，故生成物中一定含有Na₂S；
Na₂S和NaHS的混合溶液显碱性即c（OH^-）＞c（H⁺），NaHS以水解为主，则c（HS^-）＞c（S^2-），
所以溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：Na₂S；c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评：本题为拼合型，涉及化学反应速率计算、化学平衡移动与计算、平衡常数的计算与运用、电解原理、溶度积的有关计算、离子浓度的比较等知识点，题量大，计算量较大，是对学生心理素质的考验，题目难度较高，注意掌握平衡常数在化学平衡计算的运用．