Question

8．一定溫度下，在恒容密閉容器中充入2molNO₂與1molO₂發(fā)生反應(yīng)如下：
4NO₂（g）+O₂（g）?2N₂O₅（g）
（1）已知平衡常數(shù)K_350℃＜K_300℃，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）；常溫下，該反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行，原因是逆反應(yīng)方向的△S＞0．
（2）下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是BD．
A．?dāng)U大容器體積，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體顏色變深
B．恒溫恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，再次達(dá)到平衡時(shí)NO₂轉(zhuǎn)化率增大
C．恒溫恒容下，當(dāng)容器內(nèi)的密度不再改變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D．若該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，則一定是降低了溫度
（3）氮的化合物種類較多，如NH₃、NO、NO₂、HNO₃、硝酸鹽等．
①亞硝酸是一種弱酸，能證明亞硝酸是弱電解質(zhì)的是AD．
A．常溫下，亞硝酸鈉溶液的pH＞7
B．亞硝酸能和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)
C．用亞硝 酸 溶液做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗
D．常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4
②根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，凡是能給出質(zhì)子的分子或離子都是酸，凡是能結(jié)合質(zhì)子的分子或離子都是堿．按照這個(gè)理論，下列微粒屬于兩性物質(zhì)的是acd．
a．H₂O
b．NO₂^-
c．H₂NCH₂COOH
d．H₂PO₄^-
e．H₂S
③氮同主族磷元素形成的Na₂HPO₄溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液則顯酸性，其原因是3Ca²⁺+2HPO₄^2-=Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺（用離子方程式表示）．
（4）X、Y、Z、W分別是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四種強(qiáng)電解質(zhì)中的一種．下表是常溫下濃度均為0.01mol•L^-1的X、Y、Z、W溶液的pH．

0.01mol•L-1的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

將X、Y、Z各1mol同時(shí)溶于水中制得混合溶液，則混合溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）N₂O₅是一種新型綠色硝化劑，其制備可以用硼氫化鈉燃料電池作電源，采用電解法制備得到N₂O₅，工作原理如圖．則硼氫化鈉燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）已知平衡常數(shù)K_350℃＜K_300℃，說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)方程式可知逆反應(yīng)方向的△S＞0，△G=△H-T•△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；
（2）A．?dāng)U大容器體積，壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但NO₂的濃度仍然比原來(lái)小；
B．恒溫恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，則相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行；
C．在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此密度始終是不變的；
D．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，則一定是降低了溫度；
（3）①A．常溫下，亞硝酸鈉溶液的pH＞7，這說(shuō)明酸根水解，溶液顯堿性，所以亞硝酸是弱酸；
B．亞硝酸能和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)是酸的通性；
C．用亞硝酸溶液做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗，由于沒(méi)有對(duì)比試驗(yàn)，因此不能判斷亞硝酸是弱酸；
D．常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4，這說(shuō)明在稀釋過(guò)程中亞硝酸又電離出氫離子，即存在電離平衡；
②a．H₂O能電離出氫離子，屬于酸，同時(shí)也能結(jié)合氫離子變?yōu)镠₃O⁺；
b．NO₂^-只能結(jié)合氫離子；
c．H₂NCH₂COOH能電離出氫離子，也能結(jié)合氫離子；
d．H₂PO₄^-能電離出氫離子，也能結(jié)合氫離子；
e．H₂S只能電離出氫離子，屬于酸；
③Na₂HPO₄溶液與足量的CaCl₂溶液反應(yīng)生成磷酸鈣沉淀和氯化氫，因此溶液顯酸性；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知X是NaOH，Y是HNO₃，W是NH₄NO₃，Z是NaNO₂．將X、Y、Z各1mol•L^-1同時(shí)溶于水中制得混合溶液，其中硝酸和氫氧化鈉恰好反應(yīng)生成硝酸鈉和水，即混合溶液是硝酸鈉和亞硝酸鈉形成的混合溶液，且二者的濃度相等，亞硝酸根水解，溶液顯堿性；
（5）原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則硼氫化鈉在負(fù)極放電，根據(jù)裝置圖可判斷氫氧根參與負(fù)極反應(yīng)生成BO₂^-與H₂O．

解答 解：（1）已知平衡常數(shù)K_350℃＜K_300℃，這說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)方程式可知逆反應(yīng)方向的△S＞0，因此根據(jù)△G=△H-T•△S可知常溫下，該反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：放熱；逆反應(yīng)方向的△S＞0；
（2）A．?dāng)U大容器體積，壓強(qiáng)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但NO₂的濃度仍然比原來(lái)小，因此混合氣體顏色變淺，故A錯(cuò)誤；
B．恒溫恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，則相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此再次達(dá)到平衡時(shí)NO₂轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此密度始終是不變的，則不能根據(jù)密度判斷反應(yīng)是否得到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，則一定是降低了溫度，故D正確，
故選：BD；
（3）①A．常溫下，亞硝酸鈉溶液的pH＞7，這說(shuō)明酸根水解，溶液顯堿性，所以亞硝酸是弱酸，故A正確；
B．亞硝酸能和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)是酸的通性，不能說(shuō)明亞硝酸是弱酸，故B錯(cuò)誤；
C．用亞硝酸溶液做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗，由于沒(méi)有對(duì)比試驗(yàn)，因此不能判斷亞硝酸是弱酸，故C錯(cuò)誤；
D．常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4，這說(shuō)明在稀釋過(guò)程中亞硝酸又電離出氫離子，即存在電離平衡，所以是弱酸，故D正確，
故選：AD；
②a．H₂O能電離出氫離子，屬于酸，同時(shí)也能結(jié)合氫離子變?yōu)镠₃O⁺，所以水是兩性物質(zhì)，故a正確；
b．NO₂^-只能結(jié)合氫離子，屬于堿，故b錯(cuò)誤；
c．H₂NCH₂COOH能電離出氫離子，也能結(jié)合氫離子，屬于兩性物質(zhì)，故c正確；
d．H₂PO₄^-能電離出氫離子，也能結(jié)合氫離子，屬于兩性物質(zhì)，故d正確；
e．H₂S只能電離出氫離子，屬于酸，故e錯(cuò)誤，
故選：acd；
③Na₂HPO₄溶液與足量的CaCl₂溶液反應(yīng)生成磷酸鈣沉淀和氯化氫，因此溶液顯酸性，反應(yīng)的離子方程式為：3Ca²⁺+2HPO₄^2-=Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺，
故答案為：3Ca²⁺+2HPO₄^2-=Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知X是NaOH，Y是HNO₃，W是NH₄NO₃，Z是NaNO₂．將X、Y、Z各1mol•L^-1同時(shí)溶于水中制得混合溶液，其中硝酸和氫氧化鈉恰好反應(yīng)生成硝酸鈉和水，即混合溶液是硝酸鈉和亞硝酸鈉形成的混合溶液，且二者的濃度相等，亞硝酸根水解，溶液顯堿性，所以混合溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)椋篶（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則硼氫化鈉在負(fù)極放電，根據(jù)裝置圖可判斷氫氧根參與負(fù)極反應(yīng)，因此硼氫化鈉燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，
故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)自發(fā)性、弱電解質(zhì)、鹽類水解、原電池等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，難度中等．