Question

【題目】碳、氮、硫是中學(xué)化學(xué)重要的非金屬元素，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。

（1）用于發(fā)射“天宮一號(hào)”的長(zhǎng)征二號(hào)火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼（CH3）2N－NH2，氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。二者在反應(yīng)過(guò)程中放出大量能量，同時(shí)生成無(wú)毒、無(wú)污染的氣體。已知室溫下，1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________。

（2）298 K時(shí)，在2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＝－a kJ·mol－1 （a＞0）。N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如圖1。達(dá)平衡時(shí)，N2O4的濃度為NO2的2倍，回答下列問(wèn)題。

①298k時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。

②在溫度為T1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖2所示。

下列說(shuō)法正確的是（ ）

a．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C

b．B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：B＜C

c．A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺

d．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

③若反應(yīng)在398K進(jìn)行，某時(shí)刻測(cè)得n（NO2）=0.6 mol 、n（N2O4）=1.2mol，則此時(shí)V（正） V（逆）（填“>”“<”或“=”）。

（3）NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛�，F(xiàn)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與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖3所示。試分析圖中a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，

①水的電離程度最大的是__________（填“a”“b”“c”“d”或“e”，下同）

②其溶液中c（OH-）的數(shù)值最接近NH3·H2O的電離常數(shù)K數(shù)值的是 ；

③在c點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是_______。

Answer 1

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

（2）①6.67；②d；③＜

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

【解析】

試題分析：（1）1g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，則1mol偏二甲肼完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ×60=2550kJ，其熱化學(xué)方程式為：C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H=-2550 kJ/mol；

故答案為：C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H=-2550 kJ/mol；

（2）①有圖可知N2O4的平衡濃度為0.6mol/L，達(dá)到平衡時(shí)，N2O4的濃度為NO2的2倍，則NO2的平衡濃度為0.3mol/L，則K===6.67L/mol。

故答案為：6.67L/mol；

②a．壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，所以A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＜C，故a錯(cuò)誤；b．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=，BC兩點(diǎn)混合氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量都相等，所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量B=C，故b錯(cuò)誤；c．NO2的含量越高，混合氣體的顏色越深，C點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)，加壓平衡向生成N2O4的方向移動(dòng)，但NO2的濃度比原平衡大，所以混合氣體的顏色A點(diǎn)淺C點(diǎn)深，故c錯(cuò)誤；d．可逆反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g）△H=-a kJmol-1 （a＞0）放熱，溫度升高平衡逆向移動(dòng)，二氧化氮含量增大，所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，故d正確。

故答案為：d；

③反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，K值減小，密閉容器的體積為2L，因此的N2O4的濃度為0.6mol/L，N2O4的濃度為0.3mol/L，濃度商Q===6.67L/mol=K（298K）＞K（398K），反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此V（正）＜V（逆）。

故答案為：＜；

（3）①a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，b點(diǎn)恰好消耗完H+，溶液中只有（NH4）2SO4與Na2SO4；c、d、e三點(diǎn)溶液均含有NH3H2O，（NH4）2SO4可以促進(jìn)水的電離，而NH3H2O抑制水的電離，因此水的電離程度最大的是b點(diǎn)，溶液中c（OH-）的數(shù)值最接近NH3H2O的電離常數(shù)K數(shù)值。

故答案為：b；

②氨水為弱堿，溶液呈堿性，c點(diǎn)溶液呈中性，銨根離子濃度過(guò)大，e點(diǎn)溶液堿性過(guò)強(qiáng)，一水合氨濃度過(guò)大，相對(duì)而言d點(diǎn)溶液中銨根離子濃度與一水合氨濃度最接近，溶液中c（OH-）的數(shù)值最接近NH3H2O的電離常數(shù)K數(shù)值。

故答案為：d；

③c點(diǎn)溶液呈中性，即溶液含有（NH4）2SO4、Na2SO4、NH3H2O三種成分，b點(diǎn)時(shí)c（Na+）=c（SO42-），c點(diǎn)時(shí)c（Na+）＞c（SO42-），根據(jù)N元素與S元素的關(guān)系，可以得出c（SO42-）＞c（NH4+），故c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）。

故答案為：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）。