Question

(14分) 氮元素能形成多种多样的化合物。请回答：

（1）298 K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH＝-a kJ/mol (a>0) 。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如下图。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（精确到0.01）；

②下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是               ；

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．混合气体的气体压强保持不变

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“=”）。

（2）常温条件下，向100 mL 0.1mol·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下图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点（该条件下硫酸第二步电离是完全的）。

①a点溶液的pH_________1(填“>”“<”或“=”)；

②b点溶液中发生水解反应的离子是____________；

③c点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为                ；

④d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d           e（填“>”、“<”或“=”）。

Answer

（1）①6.67 ；②A；③<； （2）①< ；②NH4+ ；③ c（Na+）>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)；④ > 。

【解析】

试题分析：（1）①平衡常数：反应达到平衡后生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值，达到平衡时c(N2O4)=0.6mol·L－1，则c(NO2)=0.3mol·L－1，K=c(N2O4)/c2(NO2)=6.67；②A、ρ=m/V，反应物和生成物都是气体，因此气体的质量不变，容积是不变，因此ρ始终不变，故不能作为达到平衡的标志；B、NO2红棕色气体，当气体不再改变，说明反应达到平衡，能说明达到平衡状态；C、反应前后气体系数之和不相等，当压强不再改变，说明反应达到平衡状态；故选项A符合题意；③假设温度是298K时，n(NO2)=0.6mol，n(N2O4)=1.2mol，浓度商为 (1.2/2)/(0.6/2)2=6.67，平衡不移动，但此反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，因此填“<”；(2)①HSO4－完全电离，此时c(H＋)=0.1，但NH4＋要水解，产生少量的H＋，因此溶液中的c(H＋)>0.1mol·L－1,因此pH<1；②当加入100mL氢氧化钠溶液时，HSO4－全部电离产生H＋全部被消耗，此时溶液显酸性，是因为NH4＋水解的缘故；③当pH=7时，溶液中物质为Na2SO4、(NH4)2SO4、少量的NH3·H2O，水解的程度和弱电解质的电离程度比较弱，因此离子浓度大小顺序是c(Na＋)>c(SO42－)>c(NH4＋)>c(H＋)=c(OH－)；④e点氢氧化钠的浓度增加，对水的电离影响增大，因此填“>”。

考点：考查平衡常数的计算、化学平衡状态判断、离子浓度大小比较等知识。