Question

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，1g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）298K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应2NO₂(g)N₂O₄(g)△H=-a kJ•mol^-1 (a＞0)．N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图1．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2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)=0.6mol 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100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3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）C2H8N2(l)+2N2O4(l)═2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)△H=-2550 kJ/mol；（2）①6.67L/mol；

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 kJ•mol-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NH3•H2O，(NH4)2SO4可以促进水的电离，而NH3•H2O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NH3•H2O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NH3•H2O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、NH3•H2O三种成分，b点时c(Na+)=c(SO42-)，b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+)。

考点：考查了化学反应速率与化学平衡图象的综合应用；热化学方程式；体积百分含量随温度、压强变化曲线；酸碱混合时的定性判断及有关pH的计算的相关知识。