Question

【題目】氮和硫的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要應(yīng)用。請回答下列問題：

（1）航天領(lǐng)域中常用N2H4作為火箭發(fā)射的助燃劑。N2H4與氨氣相似，是一種堿性氣體，易溶于水，生成弱堿N2H4·H2O。用電離方程式表示N2H4·H2O顯堿性的原因是：________。

（2）一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來，但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：

①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ· mol－1

②CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+ 4CO2(g) △H=－189.2 kJ· mol－1

反應(yīng)CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=____kJ· mol－1

（3）在恒溫條件下，1 mol NO2和足量C發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，測得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：

①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：Kc(A) ____Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)

②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是____(填“A”或“B”或“C”)點(diǎn)。

（4）已知：亞硝酸(HNO2)性質(zhì)和硝酸類似，但它是一種弱酸。常溫下亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ka=5.1×10－4；H2CO3的Ka1=4.2×10－7，Ka2=5.61×10－11。在常溫下向含有2mol碳酸鈉的溶液中加入1mol的HNO2后，則溶液中CO32－、HCO3－和NO2－的離子濃度由大到小的順序是________。

Answer 1

【答案】N2H4·H2ON2H5++OH-（或N2H4+H2ON2H5++OH-） -399.7 = A c(HCO3－)>c(NO2－)>c(CO32－)

【解析】

N2H4·H2O顯堿性說明其電離出氫氧根離子，并根據(jù)弱堿不完全電離書寫其電離方程式。根據(jù)蓋斯定律分析反應(yīng)熱。根據(jù)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)進(jìn)行分析。根據(jù)平衡時(shí)濃度越小，說明其轉(zhuǎn)化率越高進(jìn)行分析。根據(jù)碳酸鈉和亞硝酸反應(yīng)生成亞硝酸鈉和碳酸氫鈉分析反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的三種物質(zhì)，根據(jù)電離平衡常數(shù)分析，碳酸根離子水解程度最大，則溶液中碳酸氫根離子濃度最大，碳酸根離子濃度最小進(jìn)行排序。

(1) N2H4·H2O顯堿性說明其電離出氫氧根離子，且其為弱堿，所以電離方程式為：N2H4·H2ON2H5++OH-（或N2H4+H2ON2H5++OH-）；

(2) ①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ· mol－1

②CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+ 4CO2(g) △H=－189.2 kJ· mol－1

根據(jù)蓋斯定律分析，②-①得反應(yīng)：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=－189.2-210.5=-399.7kJ· mol－1；

(3) ①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，在恒溫條件下平衡常數(shù)相等；

② 平衡時(shí)二氧化氮的濃度越小，說明其轉(zhuǎn)化率越大，故A點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最高；

(4)碳酸鈉和亞硝酸反應(yīng)的方程式為：Na2CO3+HNO2=NaHCO3+NaNO2，含有2mol碳酸鈉的溶液中加入1mol的HNO2反應(yīng)后生成1mol碳酸氫鈉和1mol亞硝酸鈉 ，還有剩余的1mol碳酸鈉，根據(jù)電離平衡常數(shù)分析，碳酸根離子水解程度最大，所以三種離子中碳酸氫根離子濃度最大，碳酸根離子濃度最小，即離子濃度關(guān)系為c(HCO3－)>c(NO2－)>c(CO32－)。