Question

（18分）碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。

（1）用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH₃－NH－NH－CH₃），氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式________________________________________。

（2）298 K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)　ΔH＝-a kJ·mol^－1 (a>0) 。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时， N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题。

①298k时，该反应的平衡常数为________ L ·mol^－1。

②下列事实能判断该反应处于平衡状态的是     

a.混合气体的密度保持不变 

b.混合气体的颜色不再变化

c. V_（N₂O_4）正=2V_（NO_2）逆

③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO₂）=0.6 mol  n（N₂O₄）=1.2mol，则此时

V_（正）    V_（逆）（填“>”“<”或“=”）。

（3）NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol·L^－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

试分析图中a、b、c、d、e五个点，

①水的电离程度最大的是__________；

②其溶液中c(OH^-)的数值最接近NH₃·H₂O的电离常      

数K数值的是     ；

③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序

是__________。

Answer

（1）C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH=－2550 kJ·mol－1（3分）

（2）①6.67 （2分） ②b （2分） ③< （2分）

（3）①b （3分） ②d（3分） ③c(Na＋)>c(SO)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)(3分)

【解析】

试题分析：（1）根据题给信息和热化学方程式的书写原则知，室温下液态偏二甲肼和液态四氧化二氮反应的热化学方程式C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH=－2550 kJ·mol－1。（2）①根据题给图像知，298k时，N2O4的平衡浓度为0.6mol/L，N2O4的浓度为NO2的2倍，NO2的平衡浓度为0.3mol/L，该反应的平衡常数K=[N2O4]/[NO2]2=0.6/0.32=6.67 L ·mol－1。② a.反应在容积不变的容器中进行，由质量守恒定律知，混合气体的质量不变，混合气体的密度不随反应的进行而变化，不能作为平衡标志，错误； b.混合气体的颜色是由二氧化氮引起，混合气体的颜色不再变化，二氧化氮的浓度不变，已达平衡，正确； c. 由V（N2O4）正=2V（NO2）逆知，V（N2O4）正:V（NO2）逆=2，不等于化学计量数之比，错误，选b；③反应：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0)为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，若反应在398K进行，平衡常数K＜6.67 L ·mol－1，某时刻测得n（NO2）=0.6 mol n（N2O4）=1.2mol，则此时Q=c（N2O4）/c2（NO2）=6.67 L ·mol－1，Q＞K，反应逆向进行，V（正）＜V（逆）。（3）向100 mL 0.1 mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L－1NaOH溶液，发生的反应依次为：H＋+OH－H2O、NH4+ + OH-NH3·H2O。①当氢离子恰好完全反应时，溶液为硫酸钠和硫酸铵的混合物，水的电离程度最大，结合图像知，水的电离程度最大的是b；②Kb(NH3·H2O)=c（NH4+）c（OH-）/c（NH3·H2O），c（NH4+）与c（NH3·H2O）相等时，其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3·H2O的电离常数K数值，结合题给图像知是d；③由图像知，c点溶液呈中性，溶液为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合液，各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na＋)>c(SO)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)。

考点：考查盖斯定律及热化学方程式的书写、平衡判断及平衡计算、弱电解质的电离和盐类的水解。