Question

（14分）氮的化合物是中学化学的重要物质，与人类生活密切相关。
（1）金属与不同密度的硝酸溶液反应所得的还原产物比较复杂，如图所示：

请写出铁与密度为1.35 g.m的硝酸反应的化学方程式：______________________.
（2）亚硝酸钠是一种致癌物质，它在中性或碱性条件下是稳定的，酸化后能氧化碘化钾生成棕色溶液和NO，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____。
（3）如图甲为NO₂和C0反应生成CO₂和NO过程的能量变化示意图，请写出该反应的热化学方程式:__________________________________________________________.

（4）已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂(g)N₂O₄(g) △H<0。现将一定量的NO₂和N₂O₄混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中发生上述反应，反应物的浓度随时问变化关系如图乙所示。
①前10 min内用NO₂表示的平均反应速率v（NO₂）=        ；上述反应的平衡常数K=__________。
②反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是________________________.
③若要使上述反应的平衡常数K增大，采取的措施是_________________。

A．加入催化剂

B．缩小容器体积

C．降低温度

D．再加入一定量的NO2

Answer 1

（14分）
（1）4Fe+18HNO₃="4" Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3NO↑+9H₂O；（2分）
（2）1:1（2分）
（3）NO₂(g)+CO(g)=CO₂(g)+NO(g) △H＝－234kJ/mol（2分）
（4）①0.04 mol·L^-1·min^-1；（2分）0.9375；（2分）②增大容器体积；（2分）③C（2分）

解析试题分析：（1）由图可知Fe与密度为1.35 g·mL^-1的硝酸反应的气体产物是NO₂、NO，且二者的物质的量相等，所以该反应的化学方程式为4Fe+18HNO₃="4" Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3NO↑+9H₂O；
（2）亚硝酸钠酸化后能氧化碘，其中亚硝酸钠作氧化剂，碘化钾作还原剂，2NO₂^-～2NO,得2个电子，2I^-～I₂，失去2个电子，根据得失电子守恒规律，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1；
（3）由图甲判断NO₂和C0反应生成CO₂和NO过程为放热反应，△H＝E₁-E₂=－234kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为NO₂(g)+CO(g)=CO₂(g)+NO(g) △H＝－234kJ/mol；
（4）①根据乙图可知，浓度增大的曲线表示NO₂，前10 min内NO₂的浓度由0.4mol·L^-1增大到0.8 mol·L^-1，浓度的改变量是0.4 mol·L^-1，所以前10 min内用NO₂表示的平均反应速率
v（NO₂）="0.4" mol·L^-1/10min="0.04" mol·L^-1·min^-1；平衡时NO₂和N₂O₄的浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L，所以K=0.6mol/L/0.8²mol/L=0.9375;
②由图分析，NO₂和N₂O₄的浓度都瞬间减小，若是温度的改变则其中一种物质的浓度肯定比原平衡时的浓度大，与图不符；若减小体积，则2种物质的浓度都要增大，所以只能是增大容器的体积，2种物质的浓度都减小；此题中不能答减小压强，因为压强的改变有多种途径，对物质浓度的影响也不一样；
③K是温度常数，只随温度变化，K=c（N₂O₄）/c²(NO₂),所以要使K增大则需减小NO₂的浓度增大N₂O₄的浓度，平衡正向移动，所以采取的措施只能是降低温度，答案选C。
考点：考查氧化还原反应的理论及应用，热化学方程式的书写，化学反应速率、化学平衡理论的应用