题目内容
(11分)氮元素的化合物应用十分广泛。请回答:
(1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,该反应的热化学方程式为 。
(2)298 K时,在固定体积的密闭容器中,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:
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①298k时,该反应的平衡常数为 L ·mol-1(精确到0.01)。
②下列情况不是处于平衡状态的是 :
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.气压恒定时。
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.3 mol·mol-1,n(N2O4)=0.6 mol·mol-1,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。
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试分析图中a、b、c、d、e五个点,
①b点时,溶液中发生水解反应的离子是______;
②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 (2分)
(2) ①6.67 (2分) ② a(2分) ③ < (2分) (3)①NH4+ (1分)
②c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)(2分,前面不等式顺序正确1分,后面等号正确1分)
【解析】
试题分析:(1)已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,则1mol燃料完全燃烧释放出的热量是42.5kJ×60=2550kJ,所以该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-2550 kJ·mol-1。
(2)①根据图像可知平衡时N2O4的浓度是0.6mol/L,由于达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,则NO2浓度是0.3mol/L,所以该温度下平衡常数K=
。
②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。a、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此密度始终不变,即混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,a正确;b、颜色深浅和浓度有关系,所以混合气体的颜色不再变化发生说明反应达到平衡状态,b错误;c、正方应是体积减小的可逆反应,因此压强是减小的,当气压恒定时可以说明反应达到平衡状态,c错误,答案选a。
③某时刻测得n(NO2)=0.3 mol·mol-1,n(N2O4)=0.6 mol·mol-1,则此时浓度商=
。正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,所以此时浓度商大于平衡常数,则反应向逆反应方向进行,即正反应速率小于逆反应速率。
(3)①b点加入的氢氧化钠是100ml,恰好与溶液中的氢离子中和,因此所得溶液是硫酸钠和硫酸铵的混合液,则水解的离子是NH4+。
②c点氢氧化钠溶液的体积小于150ml而大于100ml,这说明所得溶液是硫酸钠、硫酸铵以及氨水的混合液。pH=7溶液显中性,则溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)。
考点:考查热化学方程式书写、平衡状态判断、计算以及溶液中离子浓度大小比较
根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
A | ①向溶液中通入CO2, ②继续通入CO2至过量 | ①溶液变浑浊 ②浑浊不消失 | 原溶液一定是NaAlO2溶液 |
B | ①向溶液中加入KSCN溶液,②滴入一定量盐酸 | ①溶液无明显现象 ②溶液变为血红色 | 原溶液中可能含有Fe2+、NO3- |
C | 用洁净铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应 | 火焰呈黄色 | 原溶液一定是钠盐溶液 |
D | 向溶液中加入盐酸 | 产生的气体使澄清石灰水变浑浊 | 原溶液中一定含有CO32- |
室温下,下列有关两种溶液的说法不正确的是
序号 | ① | ② |
pH | 12 | 12 |
溶液 | 氨水 | 氢氧化钠溶液 |
A.①②两溶液中c(OH-)相等
B.①溶液的物质的量浓度为0.01mol·L-1
C.①②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①>②
D.等体积的①②两溶液分别与0.01 mol·L-1的盐酸完全中和,消耗盐酸的体积:①>②