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”的長征二號火箭的燃料是液態(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)過程中放出大量能量，同時(shí)生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下，1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。

（2）298 K時(shí)，在2L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(shí)間變化如圖。達(dá)平衡時(shí)，N2O4的濃度為NO2的2倍，回答下列問題。

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)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 。

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。現(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(gè)點(diǎn)，

①水的電離程度最大的是 ；

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=－2550kJ·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】

試題分析：（1）1 g燃料液態(tài)偏二甲肼（CH3）2N－NH2完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，則1mol完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ/g×60g/mol=2550kJ·mol－1 ，根據(jù)題給信息和熱化學(xué)方程式的書寫原則知，室溫下液態(tài)偏二甲肼和液態(tài)四氧化二氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H8N2(l)＋2N2O4(l)＝2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH=－2550kJ·mol－1。

（2）①根據(jù)題給圖像知，298k時(shí)，N2O4的平衡濃度為0.6mol/L，N2O4的濃度為NO2的2倍，NO2的平衡濃度為0.3mol/L，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[N2O4]/[NO2]2=0.6/0.32=6.67 L ·mol－1。

② a．A、C兩點(diǎn)的的溫度相同，P2>P1，則反應(yīng)速率：A<C，a項(xiàng)錯(cuò)誤；b.由圖象可知，在B、C兩點(diǎn)時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)相等，氣體的平均相對分子質(zhì)量:B=C，b項(xiàng)錯(cuò)誤；c．A、C兩點(diǎn)的溫度相同，壓強(qiáng)：P2>P1，壓強(qiáng)增大，容器的體積減小，NO2的濃度增大，則氣體的顏色：A淺，C深，c項(xiàng)錯(cuò)誤；d．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，NO2的體積分?jǐn)?shù)增大，則由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法，d項(xiàng)正確；答案選d。

③反應(yīng)在298K進(jìn)行，達(dá)到平衡時(shí)，c(N2O4)=0.6mol/L，c(NO2)=0.3mol/L，若反應(yīng)在398K進(jìn)行，某時(shí)刻測得n(NO2)=0.6 mol n(N2O4)=1.2mol，c(NO2)=0.3mol/L，c(N2O4)=0.6mol/L，則由于物質(zhì)的濃度不變，但是該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即平衡逆向移動(dòng)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，發(fā)生的反應(yīng)依次為：H＋+OH－H2O、NH4++ OH-NH3·H2O。

①當(dāng)氫離子恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液為硫酸鈉和硫酸銨的混合物，水的電離程度最大，結(jié)合圖像知，水的電離程度最大的是b；

②Kb(NH3·H2O)=c（NH4+）c（OH-）/c（NH3·H2O），c（NH4+）與c（NH3·H2O）相等時(shí)，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，結(jié)合題給圖像知是d；

③由圖像知，c點(diǎn)溶液呈中性，溶液為硫酸鈉、硫酸銨和一水合氨的混合液，各離子濃度由大到小的排列順序是c(Na＋)＞c(SO42－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＝c(H＋)。