Question

碳、氮、硫是中學化學重要的非金屬元素，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用．
（1）用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號F火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼（CH₃-NH-NH-CH₃），氧化劑是液態(tài)四氧化二氮．二者在反應過程中放出大量能量，同時生成無毒、無污染的氣體．已知室溫下，1g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ，請寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（2）298K時，在2L的密閉容器中，發(fā)生可逆反應：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-a kJ?mol^-1（a＞0）．N₂O₄的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖1．達平衡時，N₂O₄的濃度為NO₂的2倍，回答下列問題．
①298k時，該反應的平衡常數(shù)為

 

 L?mol^-1．
②下列事實能判斷該反應處于平衡狀態(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．V（N₂O₄）_正=2V（NO₂）_逆
③若反應在398K進行，某時刻測得n（NO₂）=0.6mol，n（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．現(xiàn)向100mL 0.1mol?L^-1 NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol?L^-1 NaOH溶液，得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖2．試分析圖2中a、b、c、d、e五個點，
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，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,用化學平衡常數(shù)進行計算,化學平衡狀態(tài)的判斷,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）先求出偏二甲肼的物質(zhì)的量，再根據(jù)物質(zhì)的量之比等于熱量比求出反應熱，然后寫出熱化學方程式；
（2）①有圖可知N₂O₄的平衡濃度為0.6mol/L，達到平衡時，N₂O₄的濃度為NO₂的2倍，則NO₂的平衡濃度為0.3mol/L，帶入平衡常數(shù)表達式計算；
②a、氣體的質(zhì)量不變，容積恒定，因此氣體的密度為一定值；
b、混合氣體的顏色不變說明NO₂的濃度保持恒定；
c、當2V（N₂O₄）_正=V（NO₂）_逆時，正、逆反應速率相等；
③反應為放熱反應，升高溫度，K值減小，計算可知此時的濃度商Q=K（298K）＞K（398K），反應向逆反應方向移動，因此V_（正）＜V_（逆）；
（3）①a、b、c、d、e五個點，根據(jù)反應量的關(guān)系，b點恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；c、d、e三點溶液均含有NH₃?H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進水的電離，而NH₃?H₂O抑制水的電離．
②溶液中銨根離子濃度與一水合氨濃度最接近時，溶液中c（OH^-）的數(shù)值最接近NH₃?H₂O的電離常數(shù)K數(shù)值；
③c點溶液呈中性，則溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃?H₂O三種成分．

解答： 解：（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，達到平衡時，N₂O₄的濃度為NO₂的2倍，則NO₂的平衡濃度為0.3mol/L，
則K=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.6mol/L

(0.3mol/L)2

=6.67L/mol，
故答案為：6.67；
②a、反應物和生成物全是氣態(tài)物質(zhì)，氣體的質(zhì)量不變，容積為2L保持恒定，由ρ=

m

V

可知氣體的密度為一定值，因此氣體的密度保持不變不一定處于平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b、混合氣體的顏色不變說明NO₂的濃度不變，說明反應處于化學平衡狀態(tài)，故b正確；
c、當2V（N₂O₄）_正=V（NO₂）_逆時，正、逆反應速率相等，說明反應處于化學平衡狀態(tài)，故c錯誤；
故答案為：b；
③反應為放熱反應，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=

c(N2O4)

c2(NO2)

=

0.6mol/L

(0.3mol/L)2

=6.67L/mol=K（298K）＞K（398K），反應向逆反應方向移動，因此V_（正）＜V_（逆）；
故答案為：＜；
（3）①a、b、c、d、e五個點，根據(jù)反應量的關(guān)系，b點恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；c、d、e三點溶液均含有NH₃?H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進水的電離，而NH₃?H₂O抑制水的電離，因此水的電離程度最大的是b點，溶液中c（OH^-）的數(shù)值最接近NH₃?H₂O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點溶液呈中性，銨根離子濃度過大，e點溶液堿性過強，一水合氨濃度過大，相對而言d點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NH₃?H₂O的電離常數(shù)K數(shù)值，
故答案為：d；
③c點溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃?H₂O三種成分，b點時c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b點時c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根據(jù)N元素與S元素的關(guān)系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

點評：本題考查知識點全面，涉及熱化學方程式的書寫、平衡常數(shù)的計算、平衡的移動、離子濃度大小比較、鹽類水解等知識點，離子濃度大小比較常與鹽類水解、弱電解質(zhì)的電離聯(lián)合考查，確定離子濃度大小時要結(jié)合電荷守恒、物料守恒來分析解答．