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(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. VN2O4)正=2VNO2)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__________。
(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)

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VN2O4)正=2VNO2)逆知,VN2O4)正:VNO2)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+OHH2O、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)。
练习册系列答案
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已知:TiO2+在一定条件下会发生水解;钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),含有少量SiO2杂质;其中一部分铁元素在钛铁矿处理过程中会转化为+3价。
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步骤②中,加入铁粉的主要目的是       
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的    (填字母序号)。
  a.熔沸点差异    b.溶解性差异    c.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均涉及到的操作是       (填操作名称);在实验室完成步骤⑤“灼   烧”所需主要仪器有                 
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为Ti(OH)4 的原因:
                
(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为               
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计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为         (用小数表示,保留二位小数)。
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反应过程
化学方程式
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(kJ/mol)
活化能Ea
(kJ/mol)
甲烷氧化
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
-802.6
125.6
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)
-322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
206.2
240.1
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
165.0
243.9
回答下列问题:
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(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP                         
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的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是              

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