(18分)碳、氮、硫是中學(xué)化學(xué)重要的非金屬元素,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。
(1)用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號F火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3-NH-NH-CH3),氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。二者在反應(yīng)過程中放出大量能量,同時生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下,1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________。
(2)298 K時,在2L的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0) 。N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖。達(dá)平衡時, N2O4的濃度為NO2的2倍,回答下列問題。
①298k時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________ L ·mol-1。
②下列事實(shí)能判斷該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是
a.混合氣體的密度保持不變
b.混合氣體的顏色不再變化
c. V(N2O4)正=2V(NO2)逆
③若反應(yīng)在398K進(jìn)行,某時刻測得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,則此時
V(正) V(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛,F(xiàn)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與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示。
試分析圖中a、b、c、d、e五個點(diǎn),
①水的電離程度最大的是__________;
②其溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3·H2O的電離常
數(shù)K數(shù)值的是 ;
③在c點(diǎn),溶液中各離子濃度由大到小的排列順序
是__________。
(1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-2550 kJ·mol-1(3分)
(2)①6.67 (2分) ②b (2分) ③< (2分)
(3)①b (3分) ②d(3分) ③c(Na+)>c(SO)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)(3分)
解析試題分析:(1)根據(jù)題給信息和熱化學(xué)方程式的書寫原則知,室溫下液態(tài)偏二甲肼和液態(tài)四氧化二氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-2550 kJ·mol-1。(2)①根據(jù)題給圖像知,298k時,N2O4的平衡濃度為0.6mol/L,N2O4的濃度為NO2的2倍,NO2的平衡濃度為0.3mol/L,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[N2O4]/[NO2]2=0.6/0.32="6.67" L ·mol-1。② a.反應(yīng)在容積不變的容器中進(jìn)行,由質(zhì)量守恒定律知,混合氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的密度不隨反應(yīng)的進(jìn)行而變化,不能作為平衡標(biāo)志,錯誤; b.混合氣體的顏色是由二氧化氮引起,混合氣體的顏色不再變化,二氧化氮的濃度不變,已達(dá)平衡,正確; c. 由V(N2O4)正=2V(NO2)逆知,V(N2O4)正:V(NO2)逆=2,不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,錯誤,選b;③反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,若反應(yīng)在398K進(jìn)行,平衡常數(shù)K<6.67 L ·mol-1,某時刻測得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,則此時Q=c(N2O4)/c2(NO2)="6.67" L ·mol-1,Q>K,反應(yīng)逆向進(jìn)行,V(正)<V(逆)。(3)向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,發(fā)生的反應(yīng)依次為:H++OH-H2O、NH4+ + OH-NH3·H2O。①當(dāng)氫離子恰好完全反應(yīng)時,溶液為硫酸鈉和硫酸銨的混合物,水的電離程度最大,結(jié)合圖像知,水的電離程度最大的是b;②Kb(NH3·H2O)=c(NH4+)c(OH-)/c(NH3·H2O),c(NH4+)與c(NH3·H2O)相等時,其溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3·H2O的電離常數(shù)K數(shù)值,結(jié)合題給圖像知是d;③由圖像知,c點(diǎn)溶液呈中性,溶液為硫酸鈉、硫酸銨和一水合氨的混合液,各離子濃度由大到小的排列順序是c(Na+)>c(SO)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)。
考點(diǎn):考查蓋斯定律及熱化學(xué)方程式的書寫、平衡判斷及平衡計(jì)算、弱電解質(zhì)的電離和鹽類的水解。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
恒溫恒容條件下,硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示.
(已知:2SO2 (g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 KJ·mol-1)
請回答下列問題:
(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式: .
(2)ΔH2 =
(3)恒溫恒容時,1molSO2和2molO 2充分反應(yīng),放出熱量的數(shù)值比∣ΔH2 ∣ (填“大”、“小”或 “相等”)
(4)將Ⅲ中的混合氣體通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物質(zhì)的量為 ,若溶液中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),則該過程的離子方程式為 .
(5)恒容條件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2 )增大的有 .
a.升高溫度;
b.充入He氣
c.再充入1molSO2 (g)和1molO 2 (g)
d.使用催化劑
(6)某SO2 (g)和O2 (g)體系,時間t1達(dá)到平衡后,改變某一外界條件,反應(yīng)速率與時間t的關(guān)系如圖2所示,若不改變SO2 (g)和O2 (g)的量,則圖中t4時引起平衡移動的條件可能是 ;圖中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時間是 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
根據(jù)反應(yīng):mA(g) + nB(g)pC(g) △H,結(jié)合圖中所給的信息填空。
(填“>”、“=”或“<”)
______ ______ ______
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(13分)近些年來,世界各地頻現(xiàn)種種極端天氣。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是導(dǎo)致極端天氣的重要因素,研究這些化合物的綜合處理具有重要意義。
(1)工業(yè)上可利用二氧化碳和氨氣合成尿素,其總反應(yīng)如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,該反應(yīng)在 (填“較高溫度”或“較低溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。
(2)已知合成尿素分兩步進(jìn)行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)
第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l)
下列示意圖中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線的是(填序號) 。
(3)合成尿素過程中,當(dāng)NH3與CO2的物質(zhì)的量之比為1:2時,NH3
的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2) B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率
v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②達(dá)到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為 。
(4)活性炭可用于處理大氣污染物NO,在某1L恒容密閉容器中加入 0.100molNO 和2.030mol固體活性炭(無雜質(zhì)),生成氣體E和氣體F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2℃時,測得平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:
物質(zhì) n/mol T/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
T1 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
T2 | 2.005 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
工業(yè)上可以利用廢氣中的CO2為原料制取甲醇,其反應(yīng)方程式為:CO2+3H2CH3OH+H2O。請回答下列問題:
(1)已知常溫常壓下下列反應(yīng)的能量變化如下圖所示:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)氯酸鎂[Mg(ClO3)2]常用作催熟劑、除草劑等,實(shí)驗(yàn)室制備少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì)。
②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示。
回答下列問題:
(1)加速鹵塊在H2O2溶液中溶解的措施有: (寫出一條即可)。
(2)加入MgO的作用是 ;濾渣的主要成分為 。
(3)向?yàn)V液中加入NaClO3飽和溶液后,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,再進(jìn)一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為①蒸發(fā)結(jié)晶;② ;③____;④過濾、洗滌。
(4)產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定:
步驟1:準(zhǔn)確稱量3.50 g產(chǎn)品配成100 mL溶液。
步驟2:取10.00 mL于錐形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微熱。
步驟3:冷卻至室溫,用0.l000 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至終點(diǎn),此過程中反應(yīng)的離子方程式為:。
步驟4:將步驟2、3重復(fù)兩次,計(jì)算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式(還原產(chǎn)物為Cl-): ;
②產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(保留一位小數(shù)) 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
【化學(xué)與技術(shù)】
工業(yè)上以氨氣為原料制備硝酸的過程如圖1所示:
某課外小組模擬上述部分過程設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置制備硝酸(所有橡膠制品均已被保護(hù))
(1)工業(yè)上用氨氣制取NO的化學(xué)方程式是 ;
(2)連接好裝置后,首先進(jìn)行的操作是 ;
(3)通入a氣體的目的是 ;
(4)盛有Na2CO3溶液的燒杯為尾氣處理裝置,該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(5)已知:溫度低于21.15℃時,NO2幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹2O4,工業(yè)上可用N2O4與水反應(yīng)來提高硝酸產(chǎn)率,N2O4與a氣體在冷水中生成硝酸的化學(xué)方程式是 ;
(6)一定條件下,某密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達(dá)到平衡時,c(NO2)=0.500mol/L,c(N2O4)=0.125mol/L.則2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K= ,若NO2起始濃度為2mol/L,相同條件下,NO2的最大轉(zhuǎn)化率為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
聯(lián)氨(N2H4)及其衍生物是一類重要的火箭燃料。N2H4與N2O4反應(yīng)能放出大量的熱。
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定溫度下,在密閉容器中此反應(yīng)達(dá)到平衡。 其他條件不變時,下列措施不能使NO2轉(zhuǎn)化率提高的是
A.減少NO2的濃度 | B.降低溫度 | C.增加NO2的濃度 | D.升高溫度 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
工業(yè)制硫酸時,利用催化氧化反應(yīng)將是一個關(guān)鍵的步驟。
(1)某溫度下,。開始時在100L的密閉容器中加入4.0molSO2(g)和10.0molO2,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時共放出熱量196kJ,該溫度下平衡常數(shù)K=____________。
(2)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2molmol,發(fā)生反應(yīng):,達(dá)平衡后改變下述條件,氣體平衡濃度都比原來增大的是____________(填字母)。
A.保持溫度和容器體積不變,充入2mol |
B.保持溫度和容器體積不變,充入2molN2 |
C.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol |
D.移動活塞壓縮氣體 |
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