Question

（11分）氮元素的化合物应用十分广泛。请回答：

（1）火箭燃料液态偏二甲肼（C₂H₈N₂）是用液态N₂O₄作氧化剂，二者反应放出大量的热，生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，该反应的热化学方程式为    。

（2）298 K时，在固定体积的密闭容器中，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（精确到0.01）。

②下列情况不是处于平衡状态的是      ：

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.气压恒定时。

③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)=0.3 mol·mol^－1，n(N₂O₄)=0.6 mol·mol^－1，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，

①b点时，溶液中发生水解反应的离子是______；

②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 （2分）

（2） ①6.67 （2分） ② a（2分） ③ < （2分） （3）①NH4+ （1分）

②c(Na＋)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)（2分，前面不等式顺序正确1分，后面等号正确1分）

【解析】

试题分析：（1）已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则1mol燃料完全燃烧释放出的热量是42.5kJ×60＝2550kJ，所以该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH=－2550 kJ·mol－1。

（2）①根据图像可知平衡时N2O4的浓度是0.6mol/L，由于达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，则NO2浓度是0.3mol/L，所以该温度下平衡常数K＝。

②在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。a、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，因此密度始终不变，即混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，a正确；b、颜色深浅和浓度有关系，所以混合气体的颜色不再变化发生说明反应达到平衡状态，b错误；c、正方应是体积减小的可逆反应，因此压强是减小的，当气压恒定时可以说明反应达到平衡状态，c错误，答案选a。

③某时刻测得n(NO2)=0.3 mol·mol－1，n(N2O4)=0.6 mol·mol－1，则此时浓度商＝。正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，所以此时浓度商大于平衡常数，则反应向逆反应方向进行，即正反应速率小于逆反应速率。

（3）①b点加入的氢氧化钠是100ml，恰好与溶液中的氢离子中和，因此所得溶液是硫酸钠和硫酸铵的混合液，则水解的离子是NH4+。

②c点氢氧化钠溶液的体积小于150ml而大于100ml，这说明所得溶液是硫酸钠、硫酸铵以及氨水的混合液。pH＝7溶液显中性，则溶液中离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)。

考点：考查热化学方程式书写、平衡状态判断、计算以及溶液中离子浓度大小比较