Question

氮元素是一種重要的非金屬元素，可形成多種化合物．試回答下列有關(guān)問題：

（1）①已知4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1 200kJ?mol^-1
對于該反應(yīng)，改變某一反應(yīng)條件，（已知溫度T₂＞T₁）下列圖象如圖1正確的是

 

（填代號）．
②已知CO與H₂O在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-Q kJ?mol^-1 820℃時，在甲、乙兩個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，經(jīng)過一段時間后達到平衡狀態(tài)，若甲中CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

；乙容器吸收的熱量為

 

．

甲	乙
0.10mol H2O	0.20mol H2
0.10mol CO	0.20mol CO2

（2）氨水常用作沉淀劑，已知25℃時，Ksp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39，Ksp[Al（OH）₃]=1.1×10^-33，向濃度均為0.1mol?L^-1的FeCl₃和AlCl₃混合溶液中加入氨水，首先生成的沉淀是

 

（填化學式）．
（3）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣，已知：
 ①N₂（g）+2O₂ （g）=N₂O₄ （l）△H=-19.5kJ?mol^-1
 ②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.2kJ?mol^-1
寫出肼與四氧化二氮反應(yīng)的熱化學方程式

 

．
（4）純的疊氮酸（HN₃）是無色液體，常用做引爆劑，常溫下向25mL 0.1mol?L^-1NaOH溶液中加入0.2mol?L^-1HN₃的溶液，滴加過程中的pH值的變化曲線（溶液混合時的體積變化忽略不計）如圖2．
①根據(jù)圖象寫出HN₃的電離方程式：

 

 
②下列說法正確的是

 

（填序號）
A．若用已知濃度的NaOH溶液滴定HN₃溶液來測定HN₃的濃度時應(yīng)用甲基橙作指示劑
B．常溫下，向0.2mol?L^-1HN₃的溶液中加水稀釋，則 

c( N - 3 )

c(OH)．c(HN3)

不變
C．分別中和pH均為4的HN₃溶液和HCl溶液，消耗0.1mol?L^-1NaOH溶液的體積相同
D．D點時溶液中離子濃度存在如下關(guān)系：2c（H⁺）+c（HN₃）=c（N₃^-）+2c（OH^-）

Answer 1

考點：化學反應(yīng)速率變化曲線及其應(yīng)用,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：

分析：（1）①根據(jù)影響化學反應(yīng)速率的因素：溫度、濃度、壓強、催化劑來確定化學反應(yīng)達平衡用到的時間，根據(jù)影響化學平衡移動的因素：溫度、濃度、壓強來確定化學平衡中各個量的變化情況；
②根據(jù)化學平衡三段式列式以及化學反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率為40%進行計算即可；
（2）物質(zhì)的溶度積越小，越易形成沉淀；
（3）依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合題干熱化學方程式計算寫出；
（4）①依據(jù)圖象可知疊氮酸屬于弱酸，據(jù)此書寫電離方程式即可；
②A、滴定終點時，溶質(zhì)溶液由酸性變?yōu)閴A性，據(jù)此選擇指示劑；
B、依據(jù)K只與溫度有關(guān)進行分析；
C、依據(jù)弱酸存在電離進行分析；
D、依據(jù)物料守恒和電中性原則計算即可．

解答： 解：（1）①甲：升高溫度，化學平衡逆向移動，化學反應(yīng)速率會迅速增大，會離開原來的速率點，故甲錯誤；
乙：升高溫度，化學反應(yīng)速率會迅速增大，所以T₂時先達到化學平衡狀態(tài)，并且化學平衡逆向移動，二氧化氮的轉(zhuǎn)化率減小，故乙正確；
丙：對于反應(yīng)：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g），T不變，增大壓強，平衡正向移動，一氧化碳的體積分數(shù)會減小，故丙錯誤，故選乙；
②已知甲中CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則有，
          CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始量：0.1     0.1      0       0
變化量：0.04    0.04      0.04    0.04 
平衡量：0.1-0.04  0.1-0.04  0.04     0.04
則K=

0.04×0.04

0.06×0.06

=

4

9

，
容器乙中：
        CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始量：0       0        0.2     0.2
變化量：x       x         x       x
平衡量：x       x         0.2-x   0.2-x 
則K=

(0.2-x)×(0.2-x)

x2

=

4

9

，解x=0.12，故乙容器吸收的熱量為0.12QkJ；故答案為：

4

9

； 0.12QkJ；
（2）根據(jù)Al（OH）₃、Fe（OH）₃的溶度積常數(shù)，在25℃下，向濃度均為0.1mol?L^-1的FeCl₃和AlCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水，

3	2.6×10-39

＜

3	1.1×10-33

，加入相同的濃度的氨水，F(xiàn)e（OH）₃最先析出，故答案為：Fe（OH）₃；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol；
故答案為：2 N₂H₄（l）+N₂O₄ （l）=3 N₂（g）+4 H₂O （g）△Η=-1048.9 kJ?mol^-1；
（4）①依據(jù)圖象可知疊氮酸屬于弱酸，不能完全電離，用可逆號，故電離方程式為：HN₃?H⁺+N₃^-，故答案為：HN₃?H⁺+N₃^-；
②A、滴定終點時，溶質(zhì)為疊氮酸鈉溶液，疊氮酸根離子水解顯堿性，溶液由酸性變?yōu)閴A性，若疊氮酸溶液裝在錐形瓶中，應(yīng)選用酚酞試液作指示劑，故A錯誤；
B、常溫下，向0.2mol?L^-1HN₃的溶液中加水稀釋，水的離子積常數(shù)不變，電離平衡常數(shù)不變，即有：Kw=c（H⁺）×c（OH^-），Ka=

c(H+)?c(N3-)

c(HN3)

，故Ka=

Kw c(OH-) ?c(N3-)

c(HN3)

=Kw×

c(N3-)

c(OH-)c(HN3)

，Ka不變，Kw不變，故

c(N3-)

c(OH-)?c(HN3)

不變，故C正確；
C、pH值相等的鹽酸與疊氮酸中已經(jīng)電離出的氫離子濃度相同，此時消耗氫氧化鈉溶液相同，但是由于疊氮酸是弱酸，繼續(xù)電離出的氫離子還需要氫氧化鈉進行中和，故疊氮酸消耗的氫氧化鈉的體積大于鹽酸消耗的體積，故C錯誤；
D、25mL 0.1mol?L^-1NaOH溶液中加入0.2mol?L^-1HN₃的溶液25mL，此時的溶液是疊氮酸鈉與疊氮酸為1：1混合，由物料守恒得出：c（HN₃）+c（N₃^-）=2c（Na⁺）①，且溶液中存在電中性原則有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（N₃^-）+c（OH^-）②，①②聯(lián)立，消去鈉離子，即可得出：2c（H⁺）+c（HN₃）=c（N₃^-）+2c（OH^-），故D正確，故選BD．

點評：本題考查的較為綜合，主要涉及了反應(yīng)熱的計算、化學平衡的有關(guān)計算、沉淀溶解平衡等，難度較大．