Question

（14分）
（1）某次發射火箭，用N₂H₄（肼）在NO₂中燃燒，生成N₂、液態H₂O。已知：
N₂(g)+2O₂(g)＝2NO₂(g)   △H₁＝+68kJ/mol   
N₂H₄(g)+O₂(g)＝N₂(g)+2H₂O(l)  △H₂＝－534kJ/mol
請寫出該次發射火箭時燃燒反應的熱化學方程式               。
（2）下表是不同溫度下水的離子積數據：

溫度/℃	25	t1	t2
水的離子積常數	1×10－14	a	1×10－12

若25<t₁<t₂，則a              　1×10^－14(填“>”、“<”或“＝”)；    
t₂℃下，某Na₂SO₄溶液中c(SO)＝5×10^－4 mol·L^－1，取該溶液1 mL加水稀釋至10 mL，則稀釋后溶液中c(Na^＋)∶c(OH^－)＝　　　　　。
（3）牙齒表面由一層硬的、組成為Ca₅(PO₄)₃OH的羥基磷灰石保護著，它在唾液中存在平衡：Ca₅(PO₄)₃OH(s)5Ca^2＋(aq)＋3PO(aq)＋OH^－(aq)；K_sp＝2.5×10^－59。進食后，細菌和酶作用于食物，產生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，其原因是　　　　　　　　　。
已知Ca₅(PO₄)₃F的K_sp＝2.8×10^－61，比Ca₅(PO₄)₃OH質地更堅固。請寫出當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因：　　　　　　　　　　　。(用離子方程式表示及簡要的文字解釋)
（4）一定條件下，某密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達到平衡時， c(NO₂)=0.50mol/L、c(N₂O₄)="0.125" mol/L。則2NO₂(g) N₂O₄(g)的平衡常數K=               。若NO₂起始濃度為2 mol/L ，相同條件下，NO₂的最大轉化率為          。

Answer 1

（1）2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)＝3N₂(g)+4H₂O(l)    △H＝－1136kJ/mol
（2）>； 100∶1
(3)有機酸長時間跟牙齒表面密切接觸，使平衡向沉淀溶解的方向移動；
牙膏里的氟離子會與羥基磷灰石發生沉淀轉化，生成氟磷灰石：
Ca₅(PO₄)₃OH＋F^－===Ca₅(PO₄)₃F＋OH^－
（4）0.50 L/mol    50%

（1）根據蓋斯定律可知，②×2－①即得到2N₂H₄(g)＋2NO₂(g)＝3N₂(g)+4H₂O(l)，所以反應熱是△H＝－534kJ/mol×2－68kJ/mol＝－1136kJ/mol。
（2）電離是吸熱的，所以隨著溫度的升高，水的離子積常數是增大，因此a＞1×10^－14；硫酸鈉溶液顯中性，所以c(OH^－)＝1×10^－6 mol·L^－1。溶液中c(Na^＋)＝5×10^－4 mol·L^－1×2÷10＝1×10^－4 mol·L^－1，所以c(Na^＋)∶c(OH^－)＝＝100︰1。
（3）由于有機酸長時間跟牙齒表面密切接觸，使平衡向沉淀溶解的方向移動，所以牙齒就會受到腐蝕；由于Ca₅(PO₄)₃F的K_sp小于Ca₅(PO₄)₃OH的，所以牙膏里的氟離子會與羥基磷灰石發生沉淀轉化，生成氟磷灰石，方程式為Ca₅(PO₄)₃OH＋F^－===Ca₅(PO₄)₃F＋OH^－。
（4）由于，所以該溫度下，K＝；設NO₂的最大轉化率為x，則有，解得x＝0.5，即轉化率是50％。