Question

氮元素能形成多种多样的化合物．请回答：

（1）298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)△H=﹣a kJ/mol (a＞0)．N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图1．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下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是           ；

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．混合气体的气体压强保持不变

③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)=0.6mol、n(N₂O₄)=1.2mol，则此时v_(正)          v_(逆)(填“＞”、“＜”或“=”)．

（2）常温条件下，向100mL 0.1mol•L^﹣1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^﹣1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示．试分析图中a、b、c、d、e五个点(该条件下硫酸第二步电离是完全的)．

①a点溶液的pH         1(填“＞”“＜”或“=”)；

②b点溶液中发生水解反应的离子是           ；

③c点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为            ；

④d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d          e(填“＞”、“＜”或“=”)．

Answer

（1）①6.67；②A；③＜；

（2）①＜；②NH4+；③c(Na+)＞c(SO42﹣)＞c(NH4+)＞c(OH﹣)=c(H+)；④＞。

【解析】

试题分析：（1）①有图可知N2O4的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，则NO2的平衡浓度为0.3mol/L，则K===6.67，故答案为：6.67；

②A、反应物和生成物全是气态物质，气体的质量不变，容积为2L保持恒定，由ρ=可知气体的密度为一定值，因此气体的密度保持不变不一定处于平衡状态，故A正确；B、混合气体的颜色不变说明NO2的浓度不变，说明反应处于化学平衡状态，故B错误；C、反应2NO2(g)⇌N2O4(g)是一个气体体积减小的反应，气压恒定时，正、逆反应速率相等，说明反应处于化学平衡状态，故C错误；故答案为：A；

③反应为放热反应，升高温度，K值减小，密闭容器的体积为2L，因此的N2O4的浓度为0.6mol/L，NO2的浓度为0.3mol/L，浓度商Q===6.67=K(298K)＞K(398K)，反应向逆反应方向移动，故：V(正)＜V(逆)，故答案为：＜；

（2）①硫酸氢铵溶液显酸性，铵根离子水解显酸性，0.1mol•L﹣1NH4HSO4溶液中 氢离子浓度大于0.1mol/L，溶液PH＜1，故答案为：＜；

②a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H+，溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4，溶液中发生水解反应的离子是NH4+，故答案为：NH4+；

③c点溶液呈中性，即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3•H2O三种成分，b点时c(Na+)=c(SO42﹣)，c点时c(Na+)＞c(SO42﹣)，根据N元素与S元素的关系，可以得出c(SO42﹣)＞c(NH4+)，溶液中离子浓度大小为：c(Na+)＞c(SO42﹣)＞c(NH4+)＞c(OH﹣)=c(H+)，故答案为：c(Na+)＞c(SO42﹣)＞c(NH4+)＞c(OH﹣)=c(H+)；

④d、e溶液都为碱性溶液，溶液中的氢氧根离子抑制了水的电离，则氢氧化钠溶液体积越大，水的电离沉淀越小，故d点水的电离程度大于e点水的电离，故答案为：＞。

考点：考查了化学平衡常数的计算、化学平衡的移动、离子浓度大小比较、盐类水解等相关知识。