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17.氮元素有著多變價態(tài)和種類繁多的化合物,它們在工農業(yè)生產、生活中發(fā)揮著重要的作用.完成下列問題:
(1)在一密閉容器中,進行如下化學反應:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表:
T298K398K498K
K4.1×106K1K2
①比較K1、K2的大�。篕1>K2(填“>”、“=”或“<”).
②若保持容器的容積不變,則該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是acd(填序號).
a.2v(H2)=3v(NH3)    b.容器內N2、H2和NH3濃度相等的狀態(tài)
c.容器內壓強保持不變        d.混合氣體的平均摩爾質量保持不變
③若維持容器的體積不變,達到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N2,此時逆反應速率不變(填“增大”、“減小”或“不變”);平衡向正反應方向移動(填“正反應”或“逆反應”).
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,則Ksp(AgCl)> Ksp(AgBr).
(2)肼是氮元素的另一種氫化物,分子式為N2H4
①寫出肼的電子式
②298K時,1.00g N2H4(l)與足量的N2O4(l)完全反應生成氮氣和液態(tài)水,放出19.15kJ的熱量.寫出該反應的熱化學方程式2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6kJ/mol.
③肼也可以在純氧中燃燒生成氮氣和水,為了充分利用其能量有人設計了原電池裝置,電極材料是多孔石墨電極,電解質為能夠傳導H+的固體電解質,請寫出負極反應式N2H4-4e-═N2+4H+

分析 (1)①根據(jù)反應放熱,溫度升高,平衡向著逆向移動進行判斷;
②根據(jù)達到平衡狀態(tài),各組分濃度不變,正逆反應速率相等進行判斷;
③根據(jù)生成物的濃度是否變化進行分析反應速率變化;氮氣濃度增大,平衡向著正向移動;
④根據(jù)溶度積越大,溶解度越小進行判斷;
(2)①肼屬于共價化合物,根據(jù)共價化合物的電子式書寫方法完成;
②先配平肼與足量的N2O4(l)完全反應生成氮氣和水的化學方程式,然后根據(jù)298K時,1.00g N2H4(l)完全反應放出的熱量寫出熱化學方程式;
③根據(jù)負極失去電子發(fā)生氧化反應寫出電極反應.

解答 解:(1)①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,反應為放熱反應,溫度升高,化學平衡向著逆向移動,氨氣濃度減小,氮氣、氫氣濃度增大,平衡常數(shù)減小,所以K1>K2
故答案為:>;
②a.2v(H2)=3v(NH3),表示正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),故a正確;
b.容器內N2、H2和NH3濃度相等的狀態(tài),無法判斷各組分的濃度是否還發(fā)生變化,則無法判斷是否達到平衡狀態(tài),故b錯誤;
c.容器內壓強保持不變,該反應兩邊氣體的化學計量數(shù)之和不相等,氣體的物質的量是個變量,而容器容積固定,所以壓強不變,說明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),故c正確;
d.混合氣體的平均摩爾質量保持不變,反應方程式兩邊都是氣體,所以氣體的質量不變,而方程式兩邊氣體的體積不相等,所以氣體的物質的量是個變量,氣體的平均摩爾質量不變,說明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),故d正確;
故答案為:acd;
③若維持容器的體積不變,達到平衡狀態(tài)后再向容器中通入一定量的N2,此時氨氣的濃度不變,所以逆反應速率不變;氮氣濃度增大,平衡向著氮氣濃度減小的反應一定即平衡向著正向移動,
故答案為:不變;正反應;
④已知AgCl可溶于氨水中,而AgBr不溶于氨水中,溶解度越大,溶度積越大,所以氯化銀的溶度積大于溴化銀的溶度積,即:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),
故答案為:>;
(2)①N2H4為共價化合物,結合氨氣的電子式,N2H4電子式為:,
故答案為:
②N2H4(l)與足量的N2O4(l)完全反應生成氮氣和水,根據(jù)化合價升降相等配平為:2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l),2mol肼的質量為64g,放出的熱量為1225.6kJ,反應的熱化學方程式為:2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6 kJ/mol,
故答案為:2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(l)△H=-1225.6 kJ/mol;
③利用肼在純氧中燃燒生成氮氣和水設計成原電池,電極材料是多孔石墨電極,電解質為能夠傳導H+的固體電解質,負極失去電子被氧化,所以負極反應為肼失去電子被氧化成氮氣,其電極反應為:N2H4-4e-═N2+4H+
故答案為:N2H4-4e-═N2+4H+

點評 本題考查了化學平衡的計算,涉及化學平衡常數(shù)、化學平衡狀態(tài)的判斷、電子式書寫、熱化學方程式書寫、電極反應等知識,題目難度中等,試題知識點較多、綜合性較強,充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用能力.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.如圖是實驗室中制備氣體或驗證氣體性質的裝置圖

(1)寫出用發(fā)生裝置A中制取氯氣的化學方程式MnO2+4HCl(濃)_––––MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(2)利用上圖裝置制備純凈的氯氣,并證明氧化性:C12>Fe3+則裝置B中的溶液的作用是除去氯氣中的氯化氫;裝置D中加的最佳試劑是(填序號)c:
供選試劑:a.濃H2SO4  b.FeCl2溶液  c.KSCN與FeCl2的混合溶液  d.無水氯化鈣
(3)在如圖所示圓底燒瓶內加入碳,a中加入濃硫酸,開始實驗,加熱產生的氣體緩慢通過后續(xù)裝置同時完成如下實驗:

實驗1:證明SO2具有氧化性和漂白性
實驗2:證明碳元素的非金屬性比硅元素的強、
證明SO2具氧化性和漂白性:B中為少量Na2S溶液、C中加品紅溶液,D中應加入足量的酸性高錳酸鉀(填溶液名稱),E中加入Na2SiO3溶液(填化學式).
(4)證明碳元素的非金屬性比硅元素的強的現(xiàn)象為D中高錳酸鉀溶液不褪色,E中溶液變渾濁;實驗2不嚴謹之處應如何改進將燒杯換成洗氣瓶,右端連接盛有堿石灰的干燥管.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.某同學欲配制0.1mol/LBa(OH)2溶液,但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)2試劑.配制溶液時發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解,燒杯中存在大量未溶物.
(1)他猜測燒杯中未溶物為BaCO3.理由是Ba(OH)2能與空氣中的CO2反應,生成難溶于水的BaCO3;檢驗方法是取適量沉淀于試管中,滴加稀鹽酸,若有無色無味的氣體產生,且產生的氣體能使澄清石灰水變混濁,說明該試劑中含有BaCO3..
(2)為準確測定樣品中Ba(OH)2的含量.進行如下實驗:
①配制250mL約0.1mol/L Ba(OH)2溶液:稱取5.000g試樣,置于燒杯中,加適量蒸餾水,充分攪拌溶解,靜置過濾,得濾液和沉淀,將濾液轉入250 mL容量瓶中中,洗滌,定容,搖勻.
②滴定:準確量取25.00mL所配制Ba(OH)2溶液于錐形瓶中,滴加2滴甲基橙,將0.200mol/L標準鹽酸裝入滴定管,滴定至終點,記錄數(shù)據(jù).重復滴定2次.平均消耗鹽24.20mL.計算樣品中Ba(OH)2的質量分數(shù)為0.83.
(3)上述滴定中,滴定管在注入標準鹽酸之前,先用蒸餾水洗凈,再用標準鹽酸溶液潤洗2~3次.在滴定中,準確讀數(shù)應該是滴定管上藍線的粗細交界點處所對應的刻度.滴定終點的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬野敕昼妰缺3植蛔儯?/div>

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.下列物質屬于純凈物的是(  )
A.潔凈的空氣B.自來水C.澄清的石灰水D.冰水混合物

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12.根據(jù)物質性質的不同對它們進行分類:①NaCl;②豆?jié){;③SO2;④Cu(NO32溶液;⑤H2SO4;⑥乙醇;⑦KOH;⑧Fe(OH)3膠體.(填序號)
混合物②④⑧;膠體②⑧;化合物①③⑤⑥⑦;電解質①⑤⑦;非電解質③⑥.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.下列選用的除雜試劑和實驗操作都正確的(已知2Br-+Cl2═Br2+2Cl-)是( �。�
選項物質雜質除雜試劑操作方法
ACaCl2溶液稀鹽酸過量碳酸鈣過濾
BNaCl溶液NaBr稍過量氯水、乙醇萃取、分液
CNaCl溶液Na2CO3適量硝酸鈣溶液過濾
DO2CO氧化銅通過灼熱的氧化銅
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.下列離子反應方程式正確的是( �。�
A.NaHCO3溶液與醋酸:CO32-+2CH3COOH═2CH3COO-+H2O+CO2
B.碳酸氫銨溶液與足量NaOH溶液:HCO3-+OH-═H2O+CO32-
C.用醋酸除水垢:2CH3COOH+CaCO3═Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2
D.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至呈中性:H++SO42-+Ba2++OH-═H2O+BaSO4

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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

6.亞氨基鋰(Li2NH)是一種儲氫容量高、安全性好的固體儲氫材料,其儲氫原理可表示為:Li2NH+H2═LiNH2+LiH,下列有關說法正確的是( �。�
A.Li2NH中N的化合價是-1B.該反應中H2既是氧化劑又是還原劑
C.H-的離子半徑比Li+D.此法儲氫和鋼瓶儲氫的原理相同

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.氨氧化法是工業(yè)生產中制取硝酸的主要途徑,某同學用該原理在實驗室探究硝酸的制備和性質,設計了如圖所示的裝置.

(1)若分液漏斗中氨水的濃度為9.0mol•L-1,配制該濃度的氨水100mL,用到的玻璃儀器有100mL容量瓶、燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管
(2)甲裝置不需要加熱即能同時產生氨氣和氧氣,燒瓶內固體X為過氧化鈉.
(3)乙裝置的作用是干燥氧氣和氨氣的混合氣體;;寫出受熱時丙裝置發(fā)生反應的化學方程式為4NH3+5O2_4NO+6H2O.
(4)當戊中觀察到紫色石蕊試液變紅現(xiàn)象,則說明已制得硝酸.某同學按上圖組裝儀器并檢驗氣密性后進行實驗,沒有觀察到此現(xiàn)象,請分析實驗失敗的可能原因過量的氨氣致使戊中溶液不一定呈酸性.如何改進裝置在丙和丁之間連接盛有無水氯化鈣的干燥管或盛有濃硫酸的洗氣瓶.
(5)改進后待反應結束,將丁裝置倒立在盛水的水槽中,會觀察到的現(xiàn)象是燒瓶內水面慢慢上升,上升到一定高度不再變化,試管內氣體顏色由紅棕色逐漸變淡至無色;為測定試管丁內硝酸溶液的濃度,從中取10mL溶液于錐形瓶中,用0.1mol•L-1的NaOH溶液滴定.滴定前發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處有少量氣泡,請選擇排出氣泡的正確操作是b.

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