Question

I．將20.02mL PH=13的NaOH滴入0.1mol/L HCl 20mL中，此時(shí)溶液的COH^-和pH值各是多少？（要有過程，lg2=0.3）
II．五氧化二氮（N₂O₅）是綠色硝化劑，某溫度時(shí)，向容積為2L的恒容密閉容器中充入N₂O₅ （g）發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得各物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如表所示：

t/min	0	1	2	3	4
n[N2O5（g）]/mol	1.00	0.80	0.64	a	0.5
n[NO2（g）]/mol	0.00	0.40	b	1	1
n[X（g）]/mol	0.00	0.10	0.18	0.25	c

請(qǐng)回答下列問題：
（1）該密閉容器中發(fā)生反應(yīng)的方程式為

 

．
（2）求該溫度下的平衡常數(shù)：

 

．
（3）0-2min內(nèi)，NO₂的平均反應(yīng)速率v（NO₂）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：pH的簡(jiǎn)單計(jì)算,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：I．常溫下，0.1mol/L HCl 20mL中n（H⁺）=0.02L×0.1mol/L=0.002mol，20.02mL PH=13的NaOH中n（OH^-）=0.02002L×0.1mol/L=0.002002mol，堿過量，反應(yīng)后溶液呈堿性，計(jì)算反應(yīng)后c（OH^-），結(jié)合該溫度下Kw可計(jì)算pH；
II．（1）根據(jù)反應(yīng)1min時(shí)各物質(zhì)的變化量推出該反應(yīng)的方程式各物質(zhì)的系數(shù)比，結(jié)合質(zhì)量守恒得到五氧化二氮分解生成二氧化氮和氧氣；
（2）利用化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）利用0-2min內(nèi)，O₂濃度變化計(jì)算NO₂的平均反應(yīng)速率；

解答： 解：I．常溫下，0.1mol/L HCl 20mL中n（H⁺）=0.02L×0.1mol/L=0.002mol，20.02mL PH=13的NaOH中n（OH^-）=0.02002L×0.1mol/L=0.002002mol，堿過量，反應(yīng)后溶液呈堿性，反應(yīng)后溶液的體積為20mL+20.02mL=40.02mL=0.04002L，則反應(yīng)后c（OH^-）=

n(OH-)-n(H+)

V總

=

0.002002mol-0.002mol

0.04002L

≈5×10^-5mol/L，溶液中的離子積Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，c（H⁺）=

KW

C(OH-)

=

1×10-14

5×10-5

mol/L=2×10^-10mol/L，PH=-lgc（H⁺）=10-lg2=9.7，
答：c（OH^-）=5×10^-5mol/L，pH值為9.7；
II．（1）該反應(yīng)1min時(shí)，N₂O₅的變化量=（1-0.8）mol=0.2mol，NO₂的變化量=（0.4-0）mol=0.4mol，X的變化量=（0.1-0）mol=0.1mol，所以該反應(yīng)的方程式各物質(zhì)的系數(shù)比為2：4：1，結(jié)合原子守恒反應(yīng)方程式為：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g），
故答案為：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）；
（2）根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知：當(dāng)反應(yīng)3min和4min時(shí)，n[NO₂（g）]/mol保持不變，說明反應(yīng)3min時(shí)，已達(dá)平衡，則a=0.5mol，2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）
     開始（mol）：1           0        0
    變化（mol）：0.5          1       0.25
     平衡（mol）：0.5         1       0.25
3min時(shí)，容積為2L的恒容密閉容器中N₂O₅、NO₂、O₂的物質(zhì)的量濃度分別為0.25mol/L、0.5mol/L、0.125mol/L，2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g），平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，所以K=

C4(NO2)×C(O2)

C2(N2O5)

=

1

8

，
故答案為：

1

8

；
（3）0-2min內(nèi)，O₂濃度的變化量=

(0.18-0)mol

2L

=0.09mol/L，O₂的平均反應(yīng)速率v（O₂）=

0.09mol/L

2min

=0.045mol/（L?min），NO₂的平均反應(yīng)速率v（NO₂）=4v（O₂）=0.18mol/（L?min）
故答案為：0.18mol/（L?min）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)等，題目難度中等．注意平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積是高頻考點(diǎn)．