Question

氮氣是空氣中含量最多的一種氣體，氮氣及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用．請回答下列問題：
（1）2012年6月“神舟九號”成功發(fā)射，發(fā)射火箭推進器中分別裝有聯(lián)氨（N₂H₄）和過氧化氫，當(dāng)它們混合時立即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱．
已知：①12.8g液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量．②H₂O═（1）H₂O（g）△H=+44kj?mol^-1   2H₂O₂（1）═2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.4kJ?mol^-l．則表示聯(lián)氨燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）在體積不變的密閉容器中，進行如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
△H＜0，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

T（K）	298	398	498	…
K	4.1×106	K1	K2	…

①試比較K₁、K₂的大小：K₁

 

K₂（填“＜”、“＞”或“=”）．
②下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）．
A．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2   
B．v（N₂）_正=v（H₂）_逆
C．容器內(nèi)壓強保持不變                     
D．混合氣體的密度保持不變
（3）如圖為常溫下向25mL  0.1mol?L^-1  NaOH溶液中逐滴滴加0.2mol?L^-1的HN₃溶液的過程中溶液pH的變化曲線（溶液混合時體積變化忽略不計）．
①根據(jù)如圖能確定HN₃為

 

．酸（填“強”或“弱”）．
②D點時溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

．
③B點時溶液中c（HN₃）=

 

 mol?L^-l（填精確值）．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）先寫出液態(tài)聯(lián)氨燃燒的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律來解答．
（2）①通過反應(yīng)放熱，可知升高溫度，平衡左移，K值減小來判斷；
②通過可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正逆反應(yīng)速率相等，平衡后正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)）、各物質(zhì)的n/C等均保持不變來分析；
（3）①圖象分析溶液pH=7時消耗HN₃的體積為13ml，說明HN₃為弱酸；
②D點加入25mlHN₃溶液得到等濃度的NaN₃和 HN₃溶液，溶液PH小于7顯酸性，說明酸電離大于水解；
③根據(jù)B點時氫氧化鈉和HN₃溶液恰好完全反應(yīng)生成NaN₃，根據(jù)NaN₃溶液的電荷守恒和物料守恒來計算．

解答： 解：（1）因12.8g液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量，所以熱化學(xué)方程式：
N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625KJ?mol^-1 ①
    H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1②
 2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g）△H=-196.4kJ?mol^-1 ③
由蓋斯定律得：①-②×4-③，得N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-621.225KJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-621.225KJ?mol^-1．
（2）①反應(yīng)放熱，可知升高溫度，平衡左移，K值減小，故答案為：＞；
②A．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度不變可以說明反應(yīng)達(dá)平衡，而濃度之比無必然的數(shù)值聯(lián)系，故A錯誤；   
B．可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正逆反應(yīng)速率相等，故應(yīng)

v(N2)正

v(H2)逆

=

1

3

，即應(yīng)有v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，故B錯誤；
C．容器恒容，此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，故平衡之前，容器內(nèi)壓強在減小，故當(dāng)壓強不變時，說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；，
D．容器恒容，即V不變；反應(yīng)物和生成物均為氣體，即混合氣體的質(zhì)量m自始至終都不變，則混合氣體的密度ρ=

m

V

一直保持不變，故不能作為平衡的標(biāo)志；
故選C．
（3）①圖象分析氫氧化鈉溶液和HN₃溶液反應(yīng)至pH=7時消耗HN₃的體積為13ml，消耗的HN₃物質(zhì)的量大于氫氧化鈉的物質(zhì)的量，說明HN₃為弱酸；
故答案為：弱；
②D點加入25mlHN₃溶液得到等濃度的NaN₃和 HN₃溶液，溶液PH小于7顯酸性，說明酸電離大于水解，溶液中離子濃度大小為C（N₃^-）＞C（Na⁺）＞C（H⁺）＞C（OH^-）；
③B點時氫氧化鈉和HN₃溶液恰好完全反應(yīng)生成NaN₃，根據(jù)NaN₃溶液的電荷守恒有：C（N₃^-）+C（OH^-）=C（Na⁺）+C（H⁺） ①
由于氫氧化鈉溶液與HN₃溶液等體積混合，故溶液中C（Na⁺）=0.05mol/L ②
由于溶液的pH=8，故C（H⁺）=10^-8mol/L ③
C（OH^-）=10^-6mol/L   ④
解①②③④可知C（N₃^-）=0.05+10^-8-10^-6①
再根據(jù)物質(zhì)守恒可知：C（N₃^-）+c（HN₃）=0.05mol/L②
解①②可得：c（HN₃）=（10^-6-10^-8）mol/L
故答案為：10^-6-10^-8．

點評：本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析判斷，平衡常數(shù)、反應(yīng)速率計算應(yīng)用，鹽類水解的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．