Question

10．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）體系中，n（NO）隨時(shí)間的變化如表：

時(shí)間（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO）×c（O{\;}_{2}）}$
已知：K_300°C＞K_350°C，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)．
（2）圖中表示NO₂的變化的曲線是b．用O₂表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1．
（3）能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc．
a．v （NO₂）=2v （O₂）         b．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c．v_逆（NO）=2v_正 （O₂）     d．容器內(nèi)密度保持不變
（4）為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是c．
a．及時(shí)分離出NO₂氣體           b．適當(dāng)升高溫度
c．增大O₂的濃度                d．選擇高效催化劑
HNO₂是一種弱酸，部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：

弱酸	HNO2	HClO	H2CO3	H2SO3
電離平衡常數(shù) （25℃）	Ki=5.1×10-4	Ki=2.98×10-8	$\begin{array}{l}{K_{i1}}=4.3×{10^{-7}}\\{K_{i2}}=5.6×{10^{-11}}\end{array}$	$\begin{array}{l}{K_{i1}}=1.54×{10^{-2}}\\{K_{i2}}=1.02×{10^{-7}}\end{array}$

（5）在溫度相同時(shí)，各弱酸的K_i值與酸性的相對(duì)強(qiáng)弱的關(guān)系為：K_i值越大，酸性越強(qiáng)．
（6）下列離子方程式正確的是BD
A．2ClO^-+H₂O+CO₂→2HClO+CO₃^2-
B．2HNO₂+CO₃^2-→2NO₂^-+H₂O+CO₂↑
C．H₂SO₃+CO₃^2-→CO₂+H₂O+SO₃^2-
D．Cl₂+H₂O+2CO₃^2-→2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-
（7）常溫下，pH=3的HNO₂溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合后，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（NO₂^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可能反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物濃度系數(shù)次冪乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比；隨溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)；
（2）NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，平衡時(shí)△c（NO₂）=△c（NO）；
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（O₂）；
（3）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再改變，由此衍生的一些物理量也不變；
（4）a．及時(shí)分離出NO₂反應(yīng)速率減小；
b．適當(dāng)升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
c．增大O₂的濃度，反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
d．選擇高效催化劑不影響平衡移動(dòng)；
（5）相同條件下，弱酸的電離平衡常數(shù)越大，則弱酸的電離程度越大，其酸性越強(qiáng)；
（6）根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸判斷；
（7）常溫下，pH=3的HNO₂溶液與pH=11的NaOH溶液中，HNO₂濃度大于氫氧化鈉，二者等體積混合，HNO₂過(guò)量導(dǎo)致溶液呈酸性，再結(jié)合電荷守恒判斷離子濃度大�。�

解答 解：（1）反應(yīng)2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO）×c（O{\;}_{2}）}$，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
故答案為：$\frac{c{\;}^{2}（NO{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO）×c（O{\;}_{2}）}$；放；
（2）NO₂是產(chǎn)物，隨反應(yīng)進(jìn)行濃度增大，平衡時(shí)△c（NO₂）=△c（NO）=$\frac{0.02mol-0.007mol}{2L}$=0.0065mol/L，所以圖中表示NO₂變化的曲線是b；
2s內(nèi)用NO表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=$\frac{\frac{0.02mol-0.008mol}{2L}}{2s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•s^-1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO）=1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1，
故答案為：b；1.5×10^-3mol•L^-1•s^-1；
（3）a、當(dāng)v （NO₂）=2v （O₂）時(shí)，未指明正逆反應(yīng)方向，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
b、該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)氣體氣體體積改變的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度不變，則容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，故正確；
c、因?yàn)榉磻?yīng)速率之比等于系數(shù)之比，則v_逆（NO）=2v_逆 （O₂）=2v_正 （O₂）時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
d、根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，混合物質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，則容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變，所以不能據(jù)此判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
故選bc；
（4）a．及時(shí)分離除NO₂氣體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小，故a錯(cuò)誤；
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故b錯(cuò)誤；
c．增大O₂的濃度反應(yīng)速率增大，且該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故c正確；
d．選擇高效催化劑能增大反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，故d錯(cuò)誤；
故選：c；
（5）相同條件下，弱酸的電離平衡常數(shù)越大，則弱酸的電離程度越大，其酸性越強(qiáng)，即K_i值越大，酸性越強(qiáng)，故答案為：K_i值越大，酸性越強(qiáng)；
（6）根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知，
A．次氯酸的酸性大于碳酸氫根離子而小于碳酸，所以次氯酸根離子和碳酸反應(yīng)生成次氯酸和碳酸氫根離子，故A錯(cuò)誤；
B．HNO₂酸性大于碳酸，所以2HNO₂+CO₃^2-→2NO₂^-+H₂O+CO₂↑能發(fā)生，故B正確；
C．碳酸的酸性大于亞硫酸氫根離子而小于亞硫酸，所以亞硫酸和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳、水和亞硫酸氫根離子，故C錯(cuò)誤；
D．次氯酸的酸性大于碳酸氫根離子而小于鹽酸，如果碳酸鈉過(guò)量，發(fā)生的反應(yīng)為Cl₂+H₂O+2CO₃^2-→2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-能發(fā)生，故D正確；
故選：BD；
（7）常溫下，pH=3的HNO₂溶液與pH=11的NaOH溶液中，HNO₂濃度大于氫氧化鈉，二者等體積混合，HNO₂過(guò)量導(dǎo)致溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），溶液中存在電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（NO₂^-）+c（OH^-），所以c（NO₂^-）＞c（Na⁺），該溶液中HNO₂的電離程度較小，所以c（Na⁺）＞c（H⁺），則該溶液中離子濃度大小順序是c（NO₂^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（NO₂^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率計(jì)算與影響因素、弱電解質(zhì)的電離、離子濃度大小的比較等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．