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業(yè)生產、生活中有著廣泛的應用．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氨（N₂H₄）和過氧化氫，當它們混合時立即產生氣體，并放出大量的熱．
已知：①12.8g液態(tài)聯氨與足量過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣，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．則表示聯氨燃燒熱的熱化學方程式為

 

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

T（K）	298	398	498	…
K	4.1×106	K1	K2	…

①試比較K₁、K₂的大�。篕₁

 

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

 

（填字母）．
A．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2   
B．v（N₂）_正=v（H₂）_逆
C．容器內壓強保持不變                     
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：熱化學方程式,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）先寫出液態(tài)聯氨燃燒的熱化學方程式，然后根據蓋斯定律來解答．
（2）①通過反應放熱，可知升高溫度，平衡左移，K值減小來判斷；
②通過可逆反應達到平衡狀態(tài)的本質特征是正逆反應速率相等，平衡后正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數之比（不同物質）、各物質的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B點時氫氧化鈉和HN₃溶液恰好完全反應生成NaN₃，根據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)聯氨與足量過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量，所以熱化學方程式：
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反應放熱，可知升高溫度，平衡左移，K值減小，故答案為：＞；
②A．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度不變可以說明反應達平衡，而濃度之比無必然的數值聯系，故A錯誤；   
B．可逆反應達到平衡狀態(tài)的本質特征是正逆反應速率相等，故應

v(N2)正

v(H2)逆

=

1

3

，即應有v（N₂）_正=3v（H₂）_逆，故B錯誤；
C．容器恒容，此反應的正反應是氣體體積減小的反應，故平衡之前，容器內壓強在減小，故當壓強不變時，說明反應達平衡狀態(tài)，故C正確；，
D．容器恒容，即V不變；反應物和生成物均為氣體，即混合氣體的質量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志；
故選C．
（3）①圖象分析氫氧化鈉溶液和HN₃溶液反應至pH=7時消耗HN₃的體積為13ml，消耗的HN₃物質的量大于氫氧化鈉的物質的量，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溶液恰好完全反應生成NaN₃，根據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
再根據物質守恒可知：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：本題考查了化學平衡影響因素分析判斷，平衡常數、反應速率計算應用，鹽類水解的應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．