Question

科學研究、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活都離不開物質(zhì)的制備．
（一）N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注．
（1）N₂O₅與苯發(fā)生硝化反應生成的硝基苯的結(jié)構(gòu)簡式為

 

．
（2）一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）△H＞0
①反應達到平衡后，若再通入一定量氮氣，則N₂O₅的轉(zhuǎn)化率將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②下表為反應在T₁溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)：

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

則500s內(nèi)N₂O₅的分解速率為

 

．
③在T₂溫度下，反應1000s時測得N₂O₅的濃度為4.98mol/L，則T₂

 

T₁（填“＞“、“＜”或“=”）．
（3）圖1所示裝置可用于制備N₂O₅，生成N₂O₅的電極反應式為

 

．

（二）工業(yè)上制備BaCl₂的工藝流程圖如圖2，某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分為BaSO₄）對上述工業(yè)過程進行了模擬實驗．
（1）步驟①中BaSO₄與碳在高溫下反應，每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的熱量，此反應的熱化學方程式為

 

．
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，當兩種沉淀共存時，

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氣體，將得到的溶液小心蒸干，得到無水物7.9g，則該無水物一定含有的成分是

 

．若NaOH溶液吸收H₂S氣體生成等物質(zhì)的量的Na₂S和NaHS，則溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),電極反應和電池反應方程式,化學平衡移動原理,離子濃度大小的比較

專題：

分析：（一）（1）根據(jù)硝基苯是由苯基和硝基構(gòu)成的書寫其結(jié)構(gòu)簡式；
（2）①在恒容密閉容器中，通入與反應無關(guān)的氣體，原平衡不移動；
②結(jié)合表中數(shù)據(jù)，根據(jù)v（N₂O₅）=

△c

△t

求算；
③該反應正方向為吸熱反應，升高溫度N₂O₅的濃度減��；
（3）由N₂O₄制取N₂O₅需要是去電子，所以N₂O₅在陽極區(qū)生成；
（二）（1）先寫出方程式，再根據(jù)物質(zhì)的量之比等于熱量比求出反應熱；
（2）當兩種沉淀共存時，溶液是AgCl和AgBr的飽和溶液，溶液中

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

，依此計算；
（3）利用假設法，假設8克NaOH反應只生成硫氫化鈉，根據(jù)反應的化學方程式可求出硫氫化鈉的質(zhì)量；假設8克NaOH反應只生成硫化鈉，根據(jù)反應的化學方程式可求出硫化鈉的質(zhì)量；根據(jù)固體7.9g進行判斷，在若最小值～8之間，可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS，但若在8～最大值之間，則是Na₂S和NaHS；Na₂S和NaHS的混合溶液顯堿性，NaHS以水解為主，據(jù)此判斷．

解答： 解：（一）（1）硝基苯的結(jié)構(gòu)簡式是，
故答案為：；
（2）①恒溫恒容下，通入氮氣，反應混合物個組分的濃度不變，平衡不移動，N₂O₅的轉(zhuǎn)化率不變，
故答案為：不變；
②由圖可知，500s內(nèi)N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，故N₂O₅的分解速率為

1.48mol/L

500s

=0.00296 mol?L^-1?s^-1，
故答案為：0.00296 mol?L^-1?s^-1；
③由表中數(shù)據(jù)可知，在T₂溫度下，反應1000s時測得NO₂的濃度為4.98mol?L^-1，則此時N₂O₅的濃度為5mol/L-

1

2

×4.98mol?L^-1=2.51mol/L，高于在T₁溫度下，反應1000s時測得NO₂的濃度，說明該溫度下反應正向進行程度小，故溫度T₂＜T₁，
故答案為：＜；
（3）從電解原理來看，N₂O₄制備N₂O₅為氧化反應，則N₂O₅應在陽極區(qū)生成，反應式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺，
故答案為：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺；
（二）（1）BaSO₄與碳在高溫下反應的方程式為：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s），每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的熱量，所以△H=+571.2kJ/mol，此反應的熱化學方程為：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol，
故答案為：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）當兩種沉淀共存時，溶液中Ag⁺離子濃度相同，根據(jù)溶度積常數(shù)計算，c（Br^-）=

Ksp(AgBr)

c(Ag+)

，c（Cl^-）=

Ksp(AgCl)

c(Ag+)

，
則

c(Br-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgBr)

Ksp(AgCl)

=

5.4×10-13

2.0×10-10

=2.7×10^-3，
故答案為：2.7×10^-3；
（3）設8克NaOH完全反應轉(zhuǎn)化為硫氫化鈉，其質(zhì)量為x
 NaOH+H₂S═NaHS+H₂O
  40       56
  8g       x
x=

8g×56

40

=11.2g，
即8克NaOH完全反應可生成硫氫化鈉的質(zhì)量為11.2g，
設8克NaOH完全反應只生成硫化鈉，其質(zhì)量為y，
 2NaOH+H₂S═Na₂S+2H₂O
  80        78
  8g        y
y=

8g×78

80

=7.8g，
即8克NaOH完全反應可生成硫化鈉的質(zhì)量為7.8g，
固體質(zhì)量在7.8-8之間，可以是NaOH和Na₂S，也可以是Na₂S和NaHS，但若在8-11.2之間，則是Na₂S和NaHS，
由11.2g＞7.9g＞7.8g，故生成物中一定含有Na₂S；
Na₂S和NaHS的混合溶液顯堿性即c（OH^-）＞c（H⁺），NaHS以水解為主，則c（HS^-）＞c（S^2-），
所以溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：Na₂S；c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評：本題為拼合型，涉及化學反應速率計算、化學平衡移動與計算、平衡常數(shù)的計算與運用、電解原理、溶度積的有關(guān)計算、離子濃度的比較等知識點，題量大，計算量較大，是對學生心理素質(zhì)的考驗，題目難度較高，注意掌握平衡常數(shù)在化學平衡計算的運用．