Question

（18分）碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。
（1）用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH₃－NH－NH－CH₃），氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下，1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式________________________________________。
（2）298 K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)　ΔH＝-a kJ·mol^－1 (a>0) 。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时， N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题。

①298k时，该反应的平衡常数为________ L ·mol^－1。
②下列事实能判断该反应处于平衡状态的是     
a.混合气体的密度保持不变 
b.混合气体的颜色不再变化
c. V_（N₂O_4）正=2V_（NO_2）逆
③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO₂）="0.6" mol  n（N₂O₄）=1.2mol，则此时
V_（正）   V_（逆）（填“>”“<”或“=”）。
（3）NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向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与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

试分析图中a、b、c、d、e五个点，
①水的电离程度最大的是__________；
②其溶液中c(OH^-)的数值最接近NH₃·H₂O的电离常      
数K数值的是    ；
③在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序
是__________。

Answer 1

（1）C₂H₈N₂(l)＋2N₂O₄(l)=2CO₂(g)＋3N₂(g)＋4H₂O(l) ΔH=－2550 kJ·mol^－1（3分）
（2）①6.67 （2分） ②b （2分） ③< （2分） 
（3）①b （3分） ②d（3分） ③c(Na^＋)>c(SO)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)＝c(H^＋)(3分)

解析试题分析：（1）根据题给信息和热化学方程式的书写原则知，室温下液态偏二甲肼和液态四氧化二氮反应的热化学方程式C₂H₈N₂(l)＋2N₂O₄(l)=2CO₂(g)＋3N₂(g)＋4H₂O(l)  ΔH=－2550 kJ·mol^－1。（2）①根据题给图像知，298k时，N₂O₄的平衡浓度为0.6mol/L，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，NO₂的平衡浓度为0.3mol/L，该反应的平衡常数K=[N₂O₄]/[NO₂]²=0.6/0.3²="6.67" L ·mol^－1。② a.反应在容积不变的容器中进行，由质量守恒定律知，混合气体的质量不变，混合气体的密度不随反应的进行而变化，不能作为平衡标志，错误； b.混合气体的颜色是由二氧化氮引起，混合气体的颜色不再变化，二氧化氮的浓度不变，已达平衡，正确； c. 由V_（N₂O_4）正=2V_（NO_2）逆知，V_（N₂O_4）正:V_（NO_2）逆=2，不等于化学计量数之比，错误，选b；③反应：2NO₂(g) N₂O₄(g)　ΔH＝-a kJ·mol^－1 (a>0)为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，若反应在398K进行，平衡常数K＜6.67 L ·mol^－1，某时刻测得n（NO₂）="0.6" mol  n（N₂O₄）=1.2mol，则此时Q=c（N₂O₄）/c²（NO₂）="6.67" L ·mol^－1，Q＞K，反应逆向进行，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，发生的反应依次为：H^＋+OH^－H₂O、NH₄⁺ + OH^-NH₃·H₂O。①当氢离子恰好完全反应时，溶液为硫酸钠和硫酸铵的混合物，水的电离程度最大，结合图像知，水的电离程度最大的是b；②Kb(NH₃·H₂O)=c（NH₄⁺）c（OH^-）/c（NH₃·H₂O），c（NH₄⁺）与c（NH₃·H₂O）相等时，其溶液中c(OH^-)的数值最接近NH₃·H₂O的电离常数K数值，结合题给图像知是d；③由图像知，c点溶液呈中性，溶液为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合液，各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na^＋)>c(SO)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)＝c(H^＋)。
考点：考查盖斯定律及热化学方程式的书写、平衡判断及平衡计算、弱电解质的电离和盐类的水解。