Question

氮可形成多种氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。

（1）电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充物质A，A是_____，理由是：_____________________________。

（2）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂，反应为2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO₂恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol/L的CH₃COONa溶液，则两溶液中c（NO₃‾）、c（NO₂‾）和c（CH₃COO‾）由大到小的顺序为            （已知HNO₂的电离常数K_a=7.1×10^-4 mol/L，CH₃COOH的电离常数K _a=1.7×10^-5mol/L）。可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是       。

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

（3）100℃时，将0.400 mol 的NO₂气体充入2L抽空的密闭容器中，发生反应2NO₂(g)N₂O₄(g) ∆H < 0。每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表所示数据。

时间/s	0	20	40	60	80
n(NO2)/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n(N2O4)/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0. 08

①在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为      mol/(L．min)；n₃      n₄（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为       。

②若在相同条件下，最初向该容器充入的是N₂O₄气体，达到上述同样的平衡状态，则N₂O₄的起始浓度是         mol/L；假设从放入N₂O₄到平衡时需要80s，则达到平衡时四氧化二氮的转化率为        。

Answer

（1）NH3，根据反应：8NO + 7H2O === 3NH4NO3 + 2HNO3，电解产生的硝酸多，需补充NH3；（2）c(NO3‾) > c(NO2‾) > c(CH3COO‾)，b、c；（3）①0. 0025 ，＝，2.8；②0.10，60%。

【解析】

试题分析：（1）阴极：6H＋＋NO＋5e－=NH4＋＋H2O，阳极：2H2O＋NO－3e－=NO3－＋4H＋，总电极反应式：8NO＋7H2O=3NH4NO3＋2HNO3，因此电解产物全部转化成NH4NO3，需要补充NH3；（2）溶液A为NaNO3、NaNO2，NO2－要水解，NO2－＋H2OHNO2＋OH－，根据Ka×Kh=Kw，推出Kh=Kw/Ka=1×10－11，溶液B中CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，Kh=Kw/Ka=6×10－10，Kh越大，说明水解程度越大，离子浓度大小比较：c(NO3‾) > c(NO2‾) > c(CH3COO‾)，可知溶液A的碱性小于溶液B的碱性，要想使pH相等，b、c正确；(3)①v(N2O4)=0.05/(20×2)mol/(L·s)=0.00125 mol/(L·s)，v(NO2)=2v(N2O4)=2×0.00125mol/(L·s)=0.0025mol/(L·s)，在60sn(N2O4)不变，说明达到平衡，即n3=n4，达到平衡时，c(N2O4)=0.08/2mol·L－1=0.04mol·L－1，c(NO2)=(0.4－0.08×2)/2mol·L－1=0.12mol·L－1，化学平衡常数K=c(N2O4)/c2(NO2)=2.8；②达到相同平衡状态，则为等效平衡，通入N2O4的物质的量为0.2mol，则c(N2O4)=0.2/2mol·L－1=0.1mol·L－1，①中NO2的转化率为0.08×2/0.4×100%=40%，因为属于等效平衡，则NO2的转化率与N2O4的转化率之和为1，则N2O4的转化率为60%。

考点：考查电解原理、水解平衡常数、电离平衡常数、化学平衡常数的计算、等效平衡等知识。