Question

14．一定溫度下，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溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

將X、Y、Z各1mol•L^-1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）平衡常數(shù)K_350℃＜K_300℃，說(shuō)明溫度升高時(shí)平衡逆向移動(dòng)，△H-T△S＜0時(shí)，反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行；
（2）A、擴(kuò)大容器體積，平衡逆向移動(dòng)，但各組分濃度都減�。�
B、恒溫恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)；
C、容器體積不變，氣體質(zhì)量不變；
D、正反應(yīng)放熱，降溫平衡正向移動(dòng)；
（3）①部分電離的電解質(zhì)是弱電解質(zhì)，如果亞硝酸部分電離則亞硝酸是弱電解質(zhì)，可以根據(jù)酸溶液或鈉鹽溶液的pH判斷；
②所給微粒中既能結(jié)合H⁺又能提供H⁺的有H₂PO₄^-、H₂O和H₂N-CH₂COOH，因此這四種物質(zhì)從酸堿質(zhì)子理論的角度上看既是酸又是堿，即兩性物質(zhì)；
③若向Na₂HPO₄溶液中加入足量的CaCl₂溶液，HPO₄^2-離子和Ca²⁺離子反應(yīng)生成沉淀，促進(jìn)HPO₄^2-的電離，溶液顯示酸性；
（4）X、Y、Z各1mol•L^-1同時(shí)溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關(guān)系是c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）根據(jù)鈉離子移動(dòng)方向，判斷加入過(guò)氧化氫的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，通入BH₄^-的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）溫度升高時(shí)平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)放熱；該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱，則逆反應(yīng)吸熱，△H＞0，若逆反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則其，△H-T△S＜0，必須要△S＞0，故答案為：放熱；逆反應(yīng)方向的△S＞0；
（2）A、擴(kuò)大容器體積，無(wú)論平衡怎樣移動(dòng)，各組分濃度都減小，混合氣體顏色變淺，故A錯(cuò)誤；
B、與開始加入比例相同加入反應(yīng)物，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C、容器中氣體密度始終不變，所以密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、降溫平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大，故D正確；
故答案為：BD；
（3）①A、亞硝酸鈉溶液的pH＞7，說(shuō)明亞硝酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，所以能證明亞硝酸是弱酸，故A正確；
B、亞硝酸能與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)只能說(shuō)明亞硝酸具有酸性，不能說(shuō)明亞硝酸的電離程度，所以不能證明亞硝酸是弱酸，故B錯(cuò)誤；
C、用亞硝酸鈉溶液作導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡很暗，不能說(shuō)明亞硝酸的電離程度，所以不能證明亞硝酸是弱酸，故C錯(cuò)誤；
D、常溫下，將pH=3的亞硝酸溶液稀釋10倍，pH＜4，說(shuō)明稀釋亞硝酸時(shí)，其氫離子物質(zhì)的量增大，存在電離平衡，故D正確；
故答案為：AD；
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，質(zhì)子就是氫離子．所給微粒中既能結(jié)合H⁺又能提供H⁺的有H₂PO₄^-、H₂O和H₂N-CH₂COOH，因此這四種物質(zhì)從酸堿質(zhì)子理論的角度上看既是酸又是堿，即兩性物質(zhì)，
故答案為：acd；
③HPO₄^2-離子既能發(fā)生電離又能發(fā)生水解，電離反應(yīng)式為HPO₄^2-?PO₄^3-+H⁺，水解反應(yīng)式為HPO₄^2-+H₂O?H₂PO₄^-+OH^-，溶液呈堿性，說(shuō)明水解程度大于電離程度；
由于HPO₄^2-離子和Ca²⁺離子反應(yīng)生成沉淀：3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺，促進(jìn)HPO₄^2-的電離，溶液則顯酸性，
故答案為：3Ca²⁺+2HPO₄^2-═Ca₃（PO₄）₂↓+2H⁺；
（4）X、Y、Z各1mol•L^-1同時(shí)溶于水中制得混合溶液，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的硝酸鈉和亞硝酸鈉，亞硝酸鈉能水解而使溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），鈉離子和硝酸根離子都不水解，但鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小關(guān)系是c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）根據(jù)鈉離子移動(dòng)方向，判斷加入過(guò)氧化氫的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，通入BH₄^-的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件、化學(xué)平衡的移動(dòng)、弱電解質(zhì)的判斷、鹽類水解以及離子濃度大小比較，考查范圍廣，難度較大．