Question

（18分）碳、氮、硫是中學化學重要的非金屬元素，在工農業生產中有廣泛的應用。
（1）用于發射“天宮一號”的長征二號F火箭的燃料是液態偏二甲肼（CH₃－NH－NH－CH₃），氧化劑是液態四氧化二氮。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，1 g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）298 K時，在2L的密閉容器中，發生可逆反應：2NO₂(g) N₂O₄(g)　ΔH＝-a kJ·mol^－1 (a>0) 。N₂O₄的物質的量濃度隨時間變化如圖。達平衡時， N₂O₄的濃度為NO₂的2倍，回答下列問題。

①298k時，該反應的平衡常數為________ L ·mol^－1。
②下列事實能判斷該反應處于平衡狀態的是     
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_（N₂O_4）正=2V_（NO_2）逆
③若反應在398K進行，某時刻測得n（NO₂）="0.6" mol  n（N₂O₄）=1.2mol，則此時
V_（正）   V_（逆）（填“>”“<”或“=”）。
（3）NH₄HSO₄在分析試劑、醫藥、電子工業中用途廣泛。現向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溶液體積的關系曲線如圖所示。

試分析圖中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^-)的數值最接近NH₃·H₂O的電離常      
數K數值的是    ；
③在c點，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序
是__________。

Answer 1

（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)

試題分析：（1）根據題給信息和熱化學方程式的書寫原則知，室溫下液態偏二甲肼和液態四氧化二氮反應的熱化學方程式C₂H₈N₂(l)＋2N₂O₄(l)=2CO₂(g)＋3N₂(g)＋4H₂O(l)  ΔH=－2550 kJ·mol^－1。（2）①根據題給圖像知，298k時，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，該反應的平衡常數K=[N₂O₄]/[NO₂]²=0.6/0.3²="6.67" L ·mol^－1。② a.反應在容積不變的容器中進行，由質量守恒定律知，混合氣體的質量不變，混合氣體的密度不隨反應的進行而變化，不能作為平衡標志，錯誤； b.混合氣體的顏色是由二氧化氮引起，混合氣體的顏色不再變化，二氧化氮的濃度不變，已達平衡，正確； c. 由V_（N₂O_4）正=2V_（NO_2）逆知，V_（N₂O_4）正:V_（NO_2）逆=2，不等于化學計量數之比，錯誤，選b；③反應：2NO₂(g) N₂O₄(g)　ΔH＝-a kJ·mol^－1 (a>0)為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，若反應在398K進行，平衡常數K＜6.67 L ·mol^－1，某時刻測得n（NO₂）="0.6" mol  n（N₂O₄）=1.2mol，則此時Q=c（N₂O₄）/c²（NO₂）="6.67" L ·mol^－1，Q＞K，反應逆向進行，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，發生的反應依次為：H^＋+OH^－H₂O、NH₄⁺ + OH^-NH₃·H₂O。①當氫離子恰好完全反應時，溶液為硫酸鈉和硫酸銨的混合物，水的電離程度最大，結合圖像知，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，其溶液中c(OH^-)的數值最接近NH₃·H₂O的電離常數K數值，結合題給圖像知是d；③由圖像知，c點溶液呈中性，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(SO)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)＝c(H^＋)。