Question

I．將20.02mL PH=13的NaOH滴入0.1mol/L HCl 20mL中，此時溶液的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，向容積為2L的恒容密閉容器中充入N₂O₅ （g）發(fā)生反應，測得各物質(zhì)的量隨時間的變化如表所示：

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

請回答下列問題：
（1）該密閉容器中發(fā)生反應的方程式為

 

．
（2）求該溫度下的平衡常數(shù)：

 

．
（3）0-2min內(nèi)，NO₂的平均反應速率v（NO₂）=

 

．

Answer 1

考點：pH的簡單計算,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題,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，反應后溶液呈堿性，計算反應后c（OH^-），結(jié)合該溫度下Kw可計算pH；
II．（1）根據(jù)反應1min時各物質(zhì)的變化量推出該反應的方程式各物質(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）利用化學平衡常數(shù)表達式計算化學平衡常數(shù)；
（3）利用0-2min內(nèi)，O₂濃度變化計算NO₂的平均反應速率；

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，反應后溶液呈堿性，反應后溶液的體積為20mL+20.02mL=40.02mL=0.04002L，則反應后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1min時，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：當反應3min和4min時，n[NO₂（g）]/mol保持不變，說明反應3min時，已達平衡，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，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的平均反應速率v（O₂）=

0.09mol/L

2min

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

點評：本題考查化學反應速率計算、化學平衡有關(guān)計算、化學平衡影響因素、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物平衡濃度冪次方乘積是高頻考點．