Question

【題目】氮元素是一種重要的非金屬元素，可形成多種化合物。試回答下列有關問題：

（1）①已知4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1對于該反應，改變某一反應條件，（已知溫度T2>T1）下列圖像正確的是_______(填代號)

②已知CO與H2O在一定條件下可以發(fā)生反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH= － Q kJ·mol－1 ，820 ℃時在甲、乙兩個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，經過一段時間后達到平衡狀態(tài)，若甲中CO的轉化率為40%，則該反應的平衡常數(shù)為____________；乙容器吸收的熱量為________________。

（2）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣，已知：

① N2 (g) +2O2 (g) = N2O4 (l) ΔH =－19.5 kJ·mol－1

② N2H4(l)+O2(g) = N2(g) +2H2O(g) ΔH =－534.2 kJ·mol－1

寫出肼與四氧化二氮反應的熱化學方式______________。

（3）純的疊氮酸(HN3)是無色液體，常用做引爆劑，常溫下向25 mL 0.1mol·L－1 NaOH溶液中加入0. 2mol·L－1 HN3的溶液，滴加過程中的pH值的變化曲線（溶液混合時的體積變化忽略不計）如圖。

①根據(jù)圖像寫出HN3的電離方程式:_________。

②下列說法正確的是_________________（填序號）

A．若用已知濃度的NaOH溶液滴定HN3溶液來測定HN3的濃度時應用甲基橙作指示劑

B．常溫下，向0.2 mol·L－1 HN3的溶液中加水稀釋，則 不變

C．分別中和pH均為4的HN3溶液和HCl溶液，消耗0.1 mol·L－1 NaOH溶液的體積相同

D．D點時溶液中離子濃度存在如下關系：2c(H+) + c(HN3) =c(N3－) + 2c(OH－)

Answer 1

【答案】乙 0.12Q kJ 2N2H4(l) + N2O4 (l) = 3N2 (g) + 4H2O (g) ΔΗ=-1048.9 kJ·mol-1 HN3H++N3― BD

【解析】

（1）①根據(jù)影響化學反應速率的因素：溫度、濃度、壓強、催化劑來確定化學反應達平衡用到的時間，根據(jù)影響化學平衡移動的因素：溫度、濃度、壓強來確定化學平衡中各個量的變化情況；

②根據(jù)化學平衡三段式列式以及化學反應中CO的轉化率為40%進行計算即可；

（2）依據(jù)蓋斯定律，結合題干熱化學方程式計算寫出。

（3）①依據(jù)圖象可知疊氮酸屬于弱酸，據(jù)此書寫電離方程式即可。

②A．滴定終點時，溶液由酸性變?yōu)閴A性，據(jù)此選擇指示劑；

B．依據(jù)K只與溫度有關進行分析；

C．依據(jù)弱酸存在電離進行分析；

D．依據(jù)物料守恒和電荷守恒判斷。

（1）①甲：升高溫度，化學平衡逆向移動，正、逆反應速率會迅速增大，會離開原來的速率點，故甲錯誤；乙：升高溫度，化學反應速率增大，所以T2時先達到化學平衡狀態(tài)，并且化學平衡逆向移動，二氧化氮的轉化率減小，故乙正確；丙：對于反應：4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g)，T不變，增大壓強，平衡正向移動，一氧化碳的體積分數(shù)會減小，故丙錯誤，故選乙。

②已知甲中CO的轉化率為40%，則有：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

初始量：0.1 0.1 0 0

變化量：0.04 0.04 0.04 0.04

平衡量：0.1-0.04 0.1-0.04 0.04 0.04

設容器的容積為VL，則K==。

在恒溫恒容條件下，乙和甲互為等效平衡，平衡常數(shù)相同，即

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

初始量：0 0 0.2 0.2

變化量：x x x x

平衡量：x x 0.2- x 0.2- x

則K==，解得x=0.12，故乙容器吸收的熱量為0.12Q kJ。

（2）① N2 (g) +2O2 (g) = N2O4 (l) ΔH1=－19.5 kJ·mol－1

② N2H4(l)+O2(g) = N2(g)+2H2O(g) ΔH2 =－534.2 kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律②×2-①得到肼和四氧化二氮反應的熱化學方式為2N2H4(l) + N2O4 (l) = 3N2 (g) + 4H2O (g) ΔΗ=-1048.9 kJ·mol-1。

（3）①依據(jù)圖象可知疊氮酸屬于弱酸，不能完全電離，用可逆號，故電離方程式為：HN3H++N3-，故答案為：HN3H++N3-。

②A．滴定終點時，溶質為疊氮酸鈉溶液，疊氮酸根離子水解顯堿性，溶液由酸性變?yōu)閴A性，應選用酚酞試液作指示劑，故A錯誤。

B．常溫下，向0.2 molL-1HN3的溶液中加水稀釋，水的離子積常數(shù)不變，電離平衡常數(shù)不變，即有：Kw=c(H+)×c(OH-)，Ka=，Ka== Kw×img src="http://thumb.zyjl.cn/questionBank/Upload/2019/05/03/08/785509a5/SYS201905030836124054790767_DA/SYS201905030836124054790767_DA.007.png" width="85" height="45" style="-aw-left-pos:0pt; -aw-rel-hpos:column; -aw-rel-vpos:paragraph; -aw-top-pos:0pt; -aw-wrap-type:inline" />，Ka不變，Kw不變，故不變，故B正確。

C．pH值相等的鹽酸與疊氮酸中已經電離出的氫離子濃度相同，此時消耗氫氧化鈉溶液相同，但是由于疊氮酸是弱酸，繼續(xù)電離出的氫離子還需要氫氧化鈉進行中和，故疊氮酸消耗的氫氧化鈉的體積大，故C錯誤。

D．D點由等物質的量濃度的NaN3和HN3組成的混合液，依據(jù)物料守恒：2c（Na+）=c（N3-）+c（HN3），和電荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（N3-）+c（OH-），可得2c(H+) + c(HN3) =c(N3－) + 2c(OH－)，故D正確。