Question

氮元素的化合物應(yīng)用十分廣泛。請回答：

（1）火箭燃料液態(tài)偏二甲肼（C2H8N2）是用液態(tài)N2O4作氧化劑，二者反應(yīng)放出大量的熱，生成無毒、無污染的氣體和水。已知室溫下，1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。

（2）298 K時，在2L固定體積的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝-a kJ·mol－1 (a>0) 。N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖。達(dá)平衡時，N2O4的濃度為NO2的2倍，回答下列問題：

①298k時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 L·mol－1（精確到0.01）。

②下列情況不是處于平衡狀態(tài)的是 ：

A.混合氣體的密度保持不變；

B.混合氣體的顏色不再變化；

C.氣壓恒定時

③若反應(yīng)在398K進(jìn)行，某時刻測得n(NO2)=0.6 moln(N2O4)=1.2mol，則此時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)系曲線如圖所示。試分析圖中a、b、c、d、e五個點。

①b點時，溶液中發(fā)生水解反應(yīng)的離子是______；

②在c點，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序 。

③d、e點對應(yīng)溶液中，水電離程度大小關(guān)系是d e（填“>”、“<”或“=”）。

Answer 1

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

（2）①6.67 （2分） ②A（2分） ③< （2分）

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

【解析】

試題分析：（1）火箭燃料液態(tài)偏二甲肼（C2H8N2）是用液態(tài)N2O4作氧化劑，二者反應(yīng)放出大量的熱，生成無毒、無污染的氣體和水。已知室溫下，1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，則1mol燃料即60g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ×60＝2550kJ，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H8N2(l)＋2N2O4(l)＝2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2550 kJ/mol。

（2）①根據(jù)圖像可知平衡時N2O4的濃度是0.6mol/L，298k時，達(dá)平衡時，N2O4的濃度為NO2的2倍，即NO2的濃度是0.3mol/L。根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)＝L·mol－1（精確到0.01）。

②在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，即密度始終是不變的，因此混合氣體的密度保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B.氣體的顏色與濃度有關(guān)系，則混合氣體的顏色不再變化，說明NO2的濃度不再發(fā)生變化，因此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C.正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，則壓強(qiáng)是減小的，所以氣壓恒定時說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，答案選A。

③若反應(yīng)在398K進(jìn)行，某時刻測得n(NO2)=0.6 mol，n(N2O4)=1.2mol，濃度分別是0.3mol/L和0.6mol/L，此時濃度熵是。由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)減小，所以此時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則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，氫氧化鈉首先中和氫離子，然后再與銨根反應(yīng)生成一水合氨。

①b點時消耗100ml氫氧化鈉，此時恰好中和氫離子，則溶液中發(fā)生水解反應(yīng)的離子是銨根；

②在c點pH＝7，溶液顯中性，這說明溶液中銨根還沒有完全轉(zhuǎn)化為一水合氨，則溶液中各離子濃度由大到小的排列順序為c(Na＋)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)。

③d、e點分別消耗氫氧化鈉溶液的體積是150ml和200ml，這說明d點銨根過量，銨根水解促進(jìn)水的電離。e點銨根恰好完全轉(zhuǎn)化為一水合氨，一水合氨抑制水的電離，則對應(yīng)溶液中，水電離程度大小關(guān)系是d＞e。

考點：考查熱化學(xué)方程式、外界條件對平衡狀態(tài)影響、平衡狀態(tài)判斷與計算以及中和滴定曲線分析與應(yīng)用