Question

（14分）一定温度下，在恒容密闭容器中充入2molNO₂与1molO₂发生反应如下：

4NO₂(g)+O₂(g) 2N₂O₅(g)

（1）已知平衡常数K_350℃＜K_300℃，则该反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）；常温下，该反应能逆向自发进行，原因是_______________________________________。

（2）下列有关该反应的说法正确的是___________。

A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深

B．恒温恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，再次达到平衡时NO₂转化率增大

C．恒温恒容下，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态

D．若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度

（3）氮的化合物种类较多，如NH₃、NO、NO₂、HNO₃、硝酸盐等。

①亚硝酸是一种弱酸，能证明亚硝酸是弱电解质的是__________。

A．常温下，亚硝酸钠溶液的pH＞7

B．亚硝酸能和NaOH发生中和反应

C．用亚硝 酸 溶液做导电性实验，灯泡很暗

D．常温下，将pH=3的亚硝酸溶液稀释10倍 ，pH＜4

②根据酸碱质子理论，凡是能给出质子的分子或离子都是酸，凡是能结合质子的分子或离子都是碱。按照这个理论，下列微粒属于两性物质的是___________。

a．H₂O   

b．NO₂^－  

c．H₂NCH₂COOH   

d．H₂PO₄^－   

e．H₂S

③氮同主族磷元素形成的Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是___________________________________________(用离子方程式表示)。

（4）X、Y、Z、W分别是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四种强电解质中的一种。下表是常温下浓度均为0.01 mol·L^-1的X、Y、Z、W溶液的pH。

将X、Y、Z各1mol·L^-1同时溶于水中制得混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 ________________________________________________。

（5）N₂O₅是一种新型绿色硝化剂,其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源,采用电解法制备得到N₂O₅，工作原理如图。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为             。

Answer

（1）放热；逆反应方向的△S＞0；

（2）BD；

（3）① AD；②acd；

③3Ca2＋＋2HPO42—＝Ca3(PO4)2↓＋2H＋

（4）c（Na＋）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH－）＞c（H＋）；

（5）BH4—+8OH—-8e—＝BO2—+6H2O

【解析】

试题分析：（1）已知平衡常数K350℃＜K300℃，这说明升高温度平衡显逆反应方向进行，因此则该反应是放热反应；根据方程式可知逆反应方向的△S＞0，因此根据△G＝△H—T·△S可知常温下，该反应能逆向自发进行。

（2）A．扩大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，但NO2的浓度仍然比原来小，因此混合气体颜色变浅，A错误；B．恒温恒容下，再充入2molNO2和1molO2，则相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，因此再次达到平衡时NO2转化率增大，B正确；C．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此密度始终是不变的，则不能根据密度判断反应是否得到平衡状态，C错误；D．平衡常数只与温度有关系，正反应是放热反应，因此如果该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度，D正确，答案选BD。

（3）①A．常温下，亚硝酸钠溶液的pH＞7，这说明酸根水解，溶液显碱性，所以亚硝酸是弱酸，A正确；B．亚硝酸能和NaOH发生中和反应是酸的通性，不能说明亚硝酸是弱酸，B错误；C．用亚硝酸溶液做导电性实验，灯泡很暗，由于没有对比试验，因此不能判断亚硝酸是弱酸，C错误；D．常温下，将pH＝3的亚硝酸溶液稀释10倍，pH＜4，这说明在稀释过程中亚硝酸又电离出氢离子，即存在电离平衡，所以是弱酸，D正确，答案选AD。

②a．H2O能电离出氢离子，属于酸，同时也能结合氢离子变为H3O＋，所以水是两性物质，a正确； b．NO2－只能结合氢离子，属于碱，b错误；c．H2NCH2COOH能电离出氢离子，也能结合氢离子，属于两性物质，c正确；d．H2PO4－能电离出氢离子，也能结合氢离子，属于两性物质，d正确；e．H2S只能电离出氢离子，属于酸，e错误，答案选acd。

③Na2HPO4溶液与足量的CaCl2溶液反应生成磷酸钙沉淀和氯化氢，因此溶液显酸性，反应的离子方程式为3Ca2＋＋2HPO42—＝Ca3(PO4)2↓＋2H＋。

（4）根据表中数据可知X是NaOH，Y是HNO3，Z是NH4NO3，W是NaNO2。将X、Y、Z各1mol·L-1同时溶于水中制得混合溶液，其中硝酸和氢氧化钠恰好反应生成硝酸钠和水，即混合溶液是硝酸钠和亚硝酸钠形成的混合溶液，且二者的浓度相等，亚硝酸根水解，溶液显碱性，所以混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c（Na＋）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH－）＞c（H＋）。

（5）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，则硼氢化钠在负极放电，根据装置图可判断氢氧根参与负极反应式，因此硼氢化钠燃料电池的负极反应式为BH4—+8OH—-8e—＝BO2—+6H2O。

考点：考查反应自发性、外界条件对平衡状态影响、平衡状态判断、弱电解质的判断、溶液中离子浓度大小比较以及原电池原理应用等