Question

【题目】（14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”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH3）2N－NH2，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________。

②在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是

a．A、C两点的反应速率：A＞C

b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

d．由状态B到状态A，可以用加热的方法

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

【答案】（1）C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH=－2550 kJ·mol－1

（2）①6.67 或20/3 ②d ③＜

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

【解析】试题分析：（1）1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则1mol偏二甲肼完全燃烧释放出的能量为42.5kJ×60=2550kJ，其热化学方程式为：C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H="-2550" kJ/mol；

故答案为：C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H="-2550" kJ/mol；

（2）①有图可知N2O4的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，则NO2的平衡浓度为0.3mol/L，则K===6.67L/mol。

故答案为：6.67L/mol；

②a．压强越大，反应速率越快，所以A、C两点的反应速率：A＜C，故a错误；b．混合气体的平均相对分子质量=，BC两点混合气体的质量和物质的量都相等，所以混合气体的平均相对分子质量B=C，故b错误；c．NO2的含量越高，混合气体的颜色越深，C点压强大于A点，加压平衡向生成N2O4的方向移动，但NO2的浓度比原平衡大，所以混合气体的颜色A点浅C点深，故c错误；d．可逆反应2NO2（g）N2O4（g）△H="-a" kJmol-1（a＞0）放热，温度升高平衡逆向移动，二氧化氮含量增大，所以由状态B到状态A，可以用加热的方法，故d正确。

故答案为：d；

③反应为放热反应，升高温度，K值减小，密闭容器的体积为2L，因此的N2O4的浓度为0.6mol/L，N2O4的浓度为0.3mol/L，浓度商Q===6.67L/mol=K（298K）＞K（398K），反应向逆反应方向移动，因此V（正）＜V（逆）。

故答案为：＜；

（3）①a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H+，溶液中只有（NH4）2SO4与Na2SO4；c、d、e三点溶液均含有NH3H2O，（NH4）2SO4可以促进水的电离，而NH3H2O抑制水的电离，因此水的电离程度最大的是b点，溶液中c（OH-）的数值最接近NH3H2O的电离常数K数值。

故答案为：b；

②氨水为弱碱，溶液呈碱性，c点溶液呈中性，铵根离子浓度过大，e点溶液碱性过强，一水合氨浓度过大，相对而言d点溶液中铵根离子浓度与一水合氨浓度最接近，溶液中c（OH-）的数值最接近NH3H2O的电离常数K数值。

故答案为：d；

③c点溶液呈中性，即溶液含有（NH4）2SO4、Na2SO4、NH3H2O三种成分，b点时c（Na+）=c（SO42-），c点时c（Na+）＞c（SO42-），根据N元素与S元素的关系，可以得出c（SO42-）＞c（NH4+），故c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）。

故答案为：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）。