Question

（12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，1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则该反应的热化学方程式为        。

（2）25℃时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)   ΔH＝−a kJ/mol(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：

①25℃时，该反应的平衡常数为                   ；

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120℃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 NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol/L NaOH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

（共12分）

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

（2）① 20/3(6.67) ② a ③ <

（3）①NH4+ ② c(Na＋)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)

【解析】

试题分析：（1）1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则1mol液态偏二甲肼完全与N2O4(l)反应放出的热量是42.5kJ/g×60g/mol=2550kJ/mol，则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；

（2）①平衡时，N2O4的浓度是0.6mol/L，N2O4的浓度为NO2的2倍，则二氧化氮的浓度为0.3mol/L所以该反应的平衡常数K=0.6/0.32=20/3；

② a、容器的体积不变，则气体的密度一直不变，所以不能判断为平衡状态，错误；b、二氧化氮为红棕色气体，达到平衡时，混合气体的颜色不再变化，正确； c.该反应是气体的物质的量发生变化的可逆反应，所以气压恒定时，为平衡状态，正确，所以答案选a；

③若反应在120℃进行，因为该反应是放热反应，所以平衡常数K/c(NH4+)，所以c(Na＋)>c(SO42-)，所以c(Na＋)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)。

考点：考查热化学方程式的书写，化学平衡状态的判断，平衡常数的计算，溶液中离子浓度的比较