Question

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”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH₃）₂N－NH₂，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________。

②在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是    。

a．A、C两点的反应速率：A＞C

b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

d．由状态B到状态A，可以用加热的方法

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 （2）①6.67 L ·mol－1 ②d ③＜（3）①b ②d ③c(Na＋)＞c(SO42－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＝c(H＋)

【解析】

试题分析：（1）1 g燃料液态偏二甲肼（CH3）2N－NH2完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则1mol完全燃烧释放出的能量为42.5kJ/g×60g/mol=2550 kJ·mol－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为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．A、C两点的的温度相同，P2>P1，则反应速率：AP1，压强增大，容器的体积减小，NO2的浓度增大，则气体的颜色：A浅，C深，c项错误；d．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO2的体积分数增大，则由状态B到状态A，可以用加热的方法，d项正确；答案选d。

③反应在298K进行，达到平衡时，c(N2O4)=0.6mol/L，c(NO2)=0.3mol/L，若反应在398K进行，某时刻测得n(NO2)=0.6 mol  n(N2O4)=1.2mol，c(NO2)=0.3mol/L，c(N2O4)=0.6mol/L，则由于物质的浓度不变，但是该反应的正反应是放热反应，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动所以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(SO42－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＝c(H＋)。

考点：考查热化学方程式的书写，化学平衡常数的计算，影响化学平衡的因素，溶液的酸碱性和pH值。