Question

【题目】氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。

⑴氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。

已知：CO(g) + NO2 (g) =NO(g) +CO2(g) ΔH= －a kJ·mol－1(a > 0)

2CO(g) + 2NO(g) =N2(g) + 2CO2(g) ΔH = －b kJ·mol－1(b > 0)

若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为______ kJ(用含有a和b的代数式表示)。

⑵在373K时，向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40 mol NO2，发生反应：2NO2(g) N2O4(g) ΔH = －57.0 kJ·mol－1测得NO2的体积分数φ(NO2)与反应时间(t)的关系如表：

t/min	0	20	40	60	80
NO2	1.0	0.75	0.52	0.40	0.40

①0—20min内，υ(N2O4)= ______molL-1min-1。

②上述反应中，υ(NO2)=k1c2(NO2)，υ(N2O4)=k2c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，则373K时，k1、k2的数学关系式为______。改变温度至T1时k1 = k2，则T1______填“”、“”或“”。

⑶连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元弱酸。25C时，向100mL 0.10 molL-1 H2N2O2溶液中加入V mL 0.10 molL-1 NaOH溶液。(已知25C时，连二次硝酸的Ka1 = 10-7，Ka2 = 10-12)

①若V =100，则所得溶液中c(H2N2O2) ______c(N2O22－)(填“”、“”或“”)，通过计算解释原因______。

②若V =200，则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为______。

Answer 1

【答案】 2×10-3 > > 恰好完全反应生成NaHN2O2，，水解程度大于电离程度 c(Na+) >c(N2O22－) > c(OH－) > c(HN2O2－) > c(H+)

【解析】

⑴根据盖斯定律和反应热来计算放出热量。

⑵①根据三段式建立关系，再进行计算；②根据υ(正)=υ(逆)，即υ(NO2)=2υ(N2O4)，达到平衡时，根据体积分数求算每个物质的量，再求平衡常数得出结论。

⑶①根据产物NaHN2O2，HN2O2－的水解平衡常数与电离程度比较得出结论；②根据产物Na2N2O2，水解使溶液呈碱性，同时还需考虑水的电离得出结论。

⑴CO还原NO2至N2的化学方程式为：4CO + 2NO2 = N2 +4CO2，

已知：CO(g) + NO2 (g) =NO(g) +CO2(g) ΔH1= －a kJ·mol－1，

2CO(g) + 2NO(g) =N2(g) + 2CO2(g) ΔH2 = －b kJ·mol－1，

反应4CO + 2NO2 = N2 +4CO2可由第一个方程乘以2加上第二个方程得到，根据盖斯定律，该反应的焓变为ΔH= 2ΔH1 + ΔH2= (－2a－b) kJ·mol－1，当消耗标准状况下3.36 L CO时，即消耗CO的物质的量为0.15 mol，所以放出的热量为，故答案为：。

⑵① 2NO2(g) N2O4(g)

开始： 0.4 0

转化： 2x x

后来：0.4－2x x

20min时，NO2的体积分数为0.75，所以，可得x =0.08，所以反应20min时，生成N2O4的物质的量为0.08mol，0—20min内，用N2O4的表示的反应速率为，故答案为：2×10-3。

②反应达到平衡时有υ(正)=υ(逆)，即υ(NO2)=2υ(N2O4)，达到平衡时，NO2的体积分数为0.40，即，可得x =0.15，所以化学平衡常数为，则有k1c2(NO2) = 2k2c(N2O4)，所以，改变温度至T1时k1 = k2，由于k1 = 2k2K，则，平衡常数减小，考虑到反应为放热反应，温度升高，不利于反应正向进行，所以温度应为升高，即T1 > 373K，故答案为：；>。

⑶①若V =100，则反应恰好生成NaHN2O2，HN2O2－的水解平衡常数为，所以水解程度大于电离程度，溶液中c(H2N2O2) > c(N2O22－)，故答案为：>；恰好完全反应生成NaHN2O2，，水解程度大于电离程度。

②若V =200，反应恰好生成Na2N2O2，水解使溶液呈碱性，同时还需考虑水的电离，即溶液中c(N2O22－) > c(OH－)，所以溶液中离子浓度大小顺序为：c(Na+) >c(N2O22－) > c(OH－) > c(HN2O2－) > c(H+)，故答案为：c(Na+) >c(N2O22－) > c(OH－) > c(HN2O2－) > c(H+)。