Question

14．已知NO₂與以SO₂能發(fā)生反應：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）．
（1）上述反應涉及的四種氧化物中，SO₃、SO₂（填化學式）屬于酸性氧化物．
（2）已知：
2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=-113.0kJ•mol^-1
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₂=-196.6kJ•mol^-1
則NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8KJ/mol
（3）在一恒容密閉容器中，改變原料氣配比[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）]進行多組實驗（每次實驗的溫度可能相同，也可能不同），測定NO₂的平衡轉化率[a（NO₂）]．部分實驗結果如圖所示．
①當容器內d（填字母）不再隨時間的變化而改變時，可以判斷反應達到了化學平衡狀態(tài)．
a．氣體的壓強      b．氣體的平均摩爾質量     c．氣體的密度      d．NO₂的體積分數(shù)
②若A點對應的實驗中，SO₂（g）的起始濃度為c₀mol/L，經(jīng)過t min后反應達到平衡，則反應從起始至t min 內的化學反應速率v（NO₂）=$\frac{{c}_{0}}{5t}$mol/（L•min）．
③若要使圖中C點的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點的平衡狀態(tài)，則應采取的措施是將NO₂和SO₂的物質的量之比調節(jié)為1：1，若要使圖中A點的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點的平衡狀態(tài)，則應采取的措施是將NO₂和SO₂物質的量之比調節(jié)為1：1的同時降低溫度．
（4）將NO₂與SO₂的混合氣體[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）=1]通入2mL0.1mol/L氯化鋇溶液中，只生成一種白色沉淀物M，M的化學式為BaSO₄，當溶液中的Ba²⁺恰好完全沉淀（Ba²⁺的濃度等于1.0×10^-5mol/L），通入的混合氣體在標準狀況下的體積約為8.96×10^-6L．（M的K_sp=1.0×10^-9）

Answer 1

分析 （1）能跟堿反應生成鹽和水，稱為酸性氧化物，注意該反應不能是氧化還原反應；
（2）已知：①2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=-113.0kJ•mol^-1
②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₂=-196.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，$\frac{1}{2}$×（②-①）可得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=$\frac{1}{2}×$（△H₂-△H₁）；
（3）①a．根據(jù)PV=nRT分析P是否是一個變量；
b．根據(jù)M=$\frac{m}{n}$分析M是否是一個變量；
c．根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$分析ρ是否是一個變量；
d．NO₂的體積分數(shù)等于物質的量分數(shù)；
②NO₂（g）的起始濃度為0.4×c₀mol/L，△c（NO₂）=0.4×c₀mol/L×50%，代入v=$\frac{△c}{△t}$計算；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H＜0，增大原料氣配比[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）]，雖平衡正向移動，但a（NO₂）減小，降低溫度，平衡正向移動a（NO₂）增大；
（4）將NO₂與SO₂的混合氣體[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）=1]通入2mL0.1mol/L氯化鋇溶液中，所得沉淀為硫酸鋇，c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$，混合氣體的物質的量n=2n（SO₂）=2n（SO₄^2-）=2×c（SO₄^2-）×2×10^-3L，代入V=n•V_m計算體積．

解答 解：（1）SO₃、SO₂、NO₂都能與堿反應生成鹽和水，但NO₂與堿反應生成鹽和水的反應屬于氧化還原反應，所以SO₃、SO₂屬于酸性氧化物，
故答案為：SO₃、SO₂；
（2）已知：①2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₁=-113.0kJ•mol^-1
②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₂=-196.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，$\frac{1}{2}$×（②-①）可得NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=$\frac{1}{2}×$（-196.6kJ•mol^-1+113.0kJ•mol^-1）=-41.8KJ/mol，
故答案為：-41.8KJ/mol；
（3）①a．PV=nRT，當溫度不變時，P是一個定值，因此氣體的壓強不變不能說明反應達到了化學平衡狀態(tài)；
b．M=$\frac{m}{n}$，氣體的質量m是定值，氣體的物質的量n是定值，則M是一個定值，因此氣體的平均摩爾質量不變不能說明反應達到了化學平衡狀態(tài)；
c．$ρ=\frac{m}{V}$，氣體的質量m是定值，容積V恒定，則ρ是一個定值，因此氣體的密度不變不能說明反應達到了化學平衡狀態(tài)；
d．NO₂的體積分數(shù)等于物質的量分數(shù)，從反應開始到平衡過程中，NO₂的體積分數(shù)一直減小，因此NO₂的體積分數(shù)不變可以說明反應達到了化學平衡狀態(tài)；
故答案為：d；
②因為n₀（NO₂）：n₀（SO₂）=0.4、恒容，所以A點對應的實驗中NO₂（g）的起始濃度為0.4×c₀mol/L=$\frac{2{c}_{0}}{5}$mol/L，△c（NO₂）=0.4×c₀mol/L×50%=$\frac{{c}_{0}}{5}$mol/L，
v（NO₂）=$\frac{\frac{{c}_{0}}{5}mol/L}{tmin}$=$\frac{{c}_{0}}{5t}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{{c}_{0}}{5t}$；
③NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H＜0，增大原料氣配比[n₀（NO₂）：n₀（SO₂）]，雖平衡正向移動，但a（NO₂）減小，降低溫度，平衡正向移動a（NO₂）增大，所以圖示中，A點平衡狀態(tài)通過增大原料氣配比和降低溫度變?yōu)锽點的平衡狀態(tài)，B點的平衡狀態(tài)通過增大原料氣配比變?yōu)镃點的平衡狀態(tài)；
所以若要使圖中C點的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點的平衡狀態(tài)，則應采取的措施是將NO₂和SO₂的物質的量之比調節(jié)為1：1，若要使圖中A點的平衡狀態(tài)變?yōu)锽 點的平衡狀態(tài)，則應采取的措施是將NO₂和SO₂物質的量之比調節(jié)為1：1的同時降低溫度，
故答案為：將NO₂和SO₂的物質的量之比調節(jié)為1：1；將NO₂和SO₂物質的量之比調節(jié)為1：1的同時降低溫度；
（4）NO₂和SO₂反應的SO₃與氯化鋇溶液反應生成BaSO₄沉淀，不斷消耗SO₃，可逆反應趨向反應完全；
c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$=$\frac{1.0{×10}^{-9}}{1.0×1{0}^{-5}}$mol/L=1.0×10^-4mol/L，
n（SO₂）=n（SO₄^2-）=1.0×10^-4mol/L×2×10^-3L=2.0×10^-7mol，
因為n₀（NO₂）：n₀（SO₂）=1，所以混合氣體的物質的量n=2n（SO₂）=2×2.0×10^-7mol=4.0×10^-7mol，
所以通入的混合氣體在標準狀況下的體積V=n•V_m=4.0×10^-7mol×22.4L/mol=8.96×10^-6L，
故答案為：BaSO₄；8.96×10^-6．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質的分類、反應熱、化學反應速率和化學平衡常數(shù)的計算、化學平衡狀態(tài)的判定、化學平衡與圖象的關系等核心知識，為高頻考點，難度較大，其中（3）③、（4）為該題的難點．