Question

氮及其化合物在生产、生活中有着重要的作用。

请回答下列问题:

（1）图1是常温下1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中的能量变化示意图,请写出NO₂和CO反应的热化学方程式:____________________________。 

（2）如图2，在恒温、恒容的密闭容器中,通入一定量的N₂O₄发生反应N₂O₄(g)2NO₂(g)　ΔH。

①在0~60 s时间段,反应速率v(N₂O₄)为____ mol·L^-1·s^-1。 

②温度升高,混合气体的颜色变深,则ΔH____0(填“>”或“<”)。 

③改变条件重新达到平衡时,要使N₂O₄的体积分数变大,可采取的措施有____(填字母)。 

a.向混合气体中通入N₂O₄    b.升高温度

c.向混合气体中通入NO₂    d.使用高效催化剂

（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂,发生反应的化学方程式为2NO₂+2NaOHNaNO₃+NaNO₂+H₂O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO₂恰好完全反应得1 L溶液A,溶液B为0.1 mol·L^-1的CH₃COONa溶液。

①A、B两溶液中c(NO₃^-)、c(NO₂^-)和c(CH₃COO^-)由大到小的顺序为_________________。

(HNO₂的电离常数K_a=7.1×10^-4 mol·L^-1,CH₃COOH的电离常数K_a=1.7×10^-5 mol·L^-1)。 

②可使A、B两溶液的pH相等的方法是____(填字母)。 

a.向溶液A中加适量水    b.向溶液A中加适量NaOH

c.向溶液B中加适量水    d.向溶液B中加适量NaOH

（4）铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将化学方程式表示为Cu+HNO₃Cu(NO₃)₂+NO↑+NO₂↑+H₂O(方程式未配平)。0.6 mol Cu被硝酸完全溶解后,如果得到的NO和NO₂物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量为____。

Answer

NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol-1 0.001 > ac c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-) bc 1.8 mol

【解析】（1）该反应的焓变△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，所以热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)＝CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ/mol；（2）①由图可知，在0～60s时段△c（N2O4）=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，则v（N2O4）=0.06mol/L÷60s=0.001mol/（L·s）；②温度升高，混合气体的颜色变深，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，升高温度平衡向吸热反应移动，则△H＞0；③a．向混合气体中通入N2O4，等效为在原平衡基础上增大压强到达的平衡，平衡逆向移动，N2O4的体积分数增大，a正确；b．正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，N2O4的体积分数减小，b错误；c．向混合气体中通入NO2，等效为在原平衡基础上增大压强到达的平衡，N2O4的体积分数增大，c正确；d．使用高效催化剂缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，N2O4的体积分数不变，d错误，答案选ac；（3）①0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，由2NO2+2NaOH＝NaNO3+NaNO2+H2O可得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.1mol/L，NaNO2物质的量浓度为0.1mol/L，溶液B为0.1mol/L的CH3COONa溶液；

HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1，说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度，溶液B碱性大于A溶液，两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)；②a．溶液B碱性大于A溶液，向溶液A中加适量水，稀释溶液，碱性减弱，不能调节溶液pH相等，a错误；b．向溶液A中加适量NaOH，增大碱性，可以调节溶液pH相等，b正确；c．向溶液B中加适量水，稀释溶液碱性减弱，可以调节溶液pH相等，c正确；d．溶液B碱性大于A溶液，向溶液B中加适量NaOH，溶液pH更大，d错误；答案选bc；（4）参加反应的硝酸转化为Cu（NO3）2、NO、NO2，根据Cu原子守恒可知n[Cu（NO3）2]=n（Cu）=0.6mol，得到的NO和NO2物质的量相同，根据电子转移守恒，则：3n（NO）+n（NO2）=0.6mol×2，故n（NO）=n（NO2）=0.3mol，根据氮原子守恒可知n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]+n（NO）+n（NO2）=0.6mol×2+0.3mol+0.3mol=1.8mol。