Question

（14分）氮的化合物是中學化學的重要物質，與人類生活密切相關。
（1）金屬與不同密度的硝酸溶液反應所得的還原產物比較復雜，如圖所示：

請寫出鐵與密度為1.35 g.m的硝酸反應的化學方程式：______________________.
（2）亞硝酸鈉是一種致癌物質，它在中性或堿性條件下是穩定的，酸化后能氧化碘化鉀生成棕色溶液和NO，則該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為____。
（3）如圖甲為NO₂和C0反應生成CO₂和NO過程的能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式:__________________________________________________________.

（4）已知NO₂和N₂O₄可以相互轉化：2NO₂(g)N₂O₄(g) △H<0。現將一定量的NO₂和N₂O₄混合氣體通入體積為1L的恒溫密閉容器中發生上述反應，反應物的濃度隨時問變化關系如圖乙所示。
①前10 min內用NO₂表示的平均反應速率v（NO₂）=        ；上述反應的平衡常數K=__________。
②反應進行至25 min時，曲線發生變化的原因是________________________.
③若要使上述反應的平衡常數K增大，采取的措施是_________________。

A．加入催化劑

B．縮小容器體積

C．降低溫度

D．再加入一定量的NO2

Answer 1

（14分）
（1）4Fe+18HNO₃="4" Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3NO↑+9H₂O；（2分）
（2）1:1（2分）
（3）NO₂(g)+CO(g)=CO₂(g)+NO(g) △H＝－234kJ/mol（2分）
（4）①0.04 mol·L^-1·min^-1；（2分）0.9375；（2分）②增大容器體積；（2分）③C（2分）

解析試題分析：（1）由圖可知Fe與密度為1.35 g·mL^-1的硝酸反應的氣體產物是NO₂、NO，且二者的物質的量相等，所以該反應的化學方程式為4Fe+18HNO₃="4" Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3NO↑+9H₂O；
（2）亞硝酸鈉酸化后能氧化碘，其中亞硝酸鈉作氧化劑，碘化鉀作還原劑，2NO₂^-～2NO,得2個電子，2I^-～I₂，失去2個電子，根據得失電子守恒規律，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:1；
（3）由圖甲判斷NO₂和C0反應生成CO₂和NO過程為放熱反應，△H＝E₁-E₂=－234kJ/mol，所以該反應的熱化學方程式為NO₂(g)+CO(g)=CO₂(g)+NO(g) △H＝－234kJ/mol；
（4）①根據乙圖可知，濃度增大的曲線表示NO₂，前10 min內NO₂的濃度由0.4mol·L^-1增大到0.8 mol·L^-1，濃度的改變量是0.4 mol·L^-1，所以前10 min內用NO₂表示的平均反應速率
v（NO₂）="0.4" mol·L^-1/10min="0.04" mol·L^-1·min^-1；平衡時NO₂和N₂O₄的濃度分別為0.8mol/L、0.6mol/L，所以K=0.6mol/L/0.8²mol/L=0.9375;
②由圖分析，NO₂和N₂O₄的濃度都瞬間減小，若是溫度的改變則其中一種物質的濃度肯定比原平衡時的濃度大，與圖不符；若減小體積，則2種物質的濃度都要增大，所以只能是增大容器的體積，2種物質的濃度都減小；此題中不能答減小壓強，因為壓強的改變有多種途徑，對物質濃度的影響也不一樣；
③K是溫度常數，只隨溫度變化，K=c（N₂O₄）/c²(NO₂),所以要使K增大則需減小NO₂的濃度增大N₂O₄的濃度，平衡正向移動，所以采取的措施只能是降低溫度，答案選C。
考點：考查氧化還原反應的理論及應用，熱化學方程式的書寫，化學反應速率、化學平衡理論的應用