【題目】氮的化合物在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。
(1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成,其熱反應(yīng)方程式CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g); H=____________.
化學鍵 | 鍵能(KJ·mol-1) |
C=O | 728 |
C—N | 305 |
N—H | 389 |
O—H | 464 |
(2)工業(yè)上經(jīng)常使用NaClO和NH3制取聯(lián)氨,聯(lián)氨(N2H4)為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似。寫出聯(lián)氨的電子式_________________。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為__________________________________。聯(lián)氨也經(jīng)常作為燃料電池的環(huán)保原料使用,寫出聯(lián)氨在堿性電解質(zhì)溶液中,負極的電極方程式_______________________________。
(3)已知合成氨反應(yīng)的方程式為 N2+3H2 2NH3,其平衡常數(shù) K 的數(shù)值和溫度的關(guān)系如下:
溫度℃ | 200 | 300 | 400 |
平衡常數(shù)K | 1 | 0.86 | 0.5 |
①由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)H____0 (填“>”或“<”)。
②400 ℃時,測得某時刻 c(N2)= 5 mol·L-1、c(H2)= 3 mol·L-1、c(NH3)= 2 mol·L-1,此時刻該反應(yīng)的 v 正____v 逆(填“>”“=”或“<”)。該反應(yīng)達到平衡時,平衡混和氣中N2的體積分數(shù)為____________
A.50% B.60% C.70% D.無法計算
(4)寫出下列含氮化合物在特定條件下的水解反應(yīng),電負性Cl<N,尿素中的C顯+4價,
①NCl3___________________________________________________________________________________________________________
②NF3____________________________________________________________________________________________________________
【答案】-32 KJ·mol-1 N2H6(HSO4)2 N2H4—4e-+4OH—=N2+4H2O < > A NCl3+3H2O=3HClO+NH3 NF3+2H2O=3HF+HNO2
【解析】
(1)根據(jù)H=反應(yīng)物鍵能-生成物鍵能進行計算;
(2)聯(lián)氨是氮原子和氫原子形成四個共價鍵,氮原子和氮原子之間形成一個共價鍵形成的共價化合物,電子式為:;聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似,聯(lián)氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH-,第二步電離方程式為N2H5++H2ON2H62++OH-,因此聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽為N2H6(HSO4)2;該電池放電時,負極上是聯(lián)氨失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣和水;
(3)①由圖表數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度升高而減小,說明升溫平衡逆向進行;
②計算此時的濃度熵和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進行的方向;
(4)①在極性分子NCl3中,N原子的化合價為-3,Cl原子的化合價為+1,和水發(fā)生水解反應(yīng)生成氨氣和次氯酸;
②在極性分子NF3中,N原子的化合價為+3,F(xiàn)原子的化合價為-1,和水發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氟酸和亞硝酸。
(1)CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g)的H=反應(yīng)物鍵能-生成物鍵能=(728KJ·mol-1×2+6×389KJ·mol-1)-(728KJ·mol-1+305KJ·mol-1×2+389KJ·mol-1×4+464KJ·mol-1×2)=-32KJ·mol-1,故答案為:-32KJ·mol-1。
(2)聯(lián)氨的分子式為N2H4,是氮原子和氫原子形成四個共價鍵,氮原子和氮原子之間形成一個共價鍵形成的共價化合物,電子式為:;聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離方程式為N2H4+H2ON2H5++OH-,第二步電離方程式為N2H5++H2ON2H62++OH-,因此聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽為N2H6(HSO4)2;該電池放電時,負極上是聯(lián)氨失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣和水,電極方程式為:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,故答案為:,N2H6(HSO4)2,N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。
(3)①由圖表數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度升高而減小,說明升溫平衡逆向進行,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H<0,故答案為:<。
②400℃時,測得某時刻c(N2)=5mol·L-1、c(H2)=3mol·L-1、c(NH3)=2mol·L-1,濃度熵Qc=22/1×33=4/27<K=0.5,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,此時刻該反應(yīng)的v正>v逆;
N2+3H22NH3
起始(mol/L) 5 3 2
轉(zhuǎn)化(mol/L) a 3a 2a
平衡(mol/L) 5-a 3-3a 2+2a
反應(yīng)達到平衡時,平衡混和氣中N2的體積分數(shù)為(5-a)/(5-a+3-3a+2+2a)×100%=50%,
故答案為:>,A。
(4)①在極性分子NCl3中,N原子的化合價為-3,Clspan>原子的化合價為+1,NCl3發(fā)生水解反應(yīng)生成氨氣和次氯酸,所以其產(chǎn)物是NH3、HClO,水解方程式為:NCl3+3H2O=3HClO+NH3,故答案為:NCl3+3H2O=3HClO+NH3。
②在極性分子NF3中,N原子的化合價為+3,F(xiàn)原子的化合價為-1,和水發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氟酸和亞硝酸,水解方程式為:NF3+2H2O=3HF+HNO2,故答案為:NF3+2H2O=3HF+HNO2。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】研究反應(yīng) 2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影響因素,在不同條件下進行 4 組實驗,Y、Z 起始濃度為 0,反應(yīng)物X 的濃度隨反應(yīng)時間的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是
A. 比較實驗②、④得出:升高溫度,化學反應(yīng)速率加快
B. 比較實驗①、②得出:增大反應(yīng)物濃度,化學反應(yīng)速率加快
C. 若實驗②、③只有一個條件不同,則實驗③使用了催化劑
D. 在 0~10min 之間,實驗③的平均速率 v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】可用于電動汽車的鋁—空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法正確的是
A.比較鈉、鎂、鋁三種金屬空氣電池,Na-空氣電池的理論比能量最高
B.以NaOH溶液為電解液時,負極反應(yīng)為Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的堿性保持不變
D.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應(yīng)都為O2+2H2O+4e-=4OH-
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】25℃時,用濃度為0.01mol·L-1的HA溶液滴定20mL濃度為0.01mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A. 應(yīng)選用酚酞作指示劑
B. M點溶液中存在:c(Na+)>c(A-)
C. Ka(HA)≈2×10-8
D. N點溶液中存在:c(OH-)-c(H+)=c(HA)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】海水中含有豐富的鎂資源。某同學設(shè)計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案:
模擬海水中的離 子濃度(mol/L) | Na+ | Mg2+ | Ca2+ | Cl | HCO3- |
0.439 | 0.050 | 0.011 | 0.560 | 0.001 |
注:溶液中某種離子的濃度小于1.0×10-5 mol/L,可認為該離子不存在;
實驗過程中,假設(shè)溶液體積不變。
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
下列說法正確的是
A. 步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體,沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
B. 濾液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C. 濾液N中存在Mg2+、Ca2+
D. 沉淀物X為CaCO3
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】通過下表的相關(guān)數(shù)據(jù),計算、分析、判斷給出結(jié)論,題目所給數(shù)據(jù)和條件均為常溫下,
NH3H2O | Kb=1.8×10-5 |
H2CO3 | Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 |
HF | Ka=6.8×10-4 |
H2S | Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15 |
H2O | Kw=10-14 |
Cu(OH)2 | Ksp=2.2×10-20 |
Fe(OH)3 | Ksp=4.0×10-38 |
CuS | Ksp=6.3×10-36 |
FeS | Ksp=3.6×10-18 |
常用對數(shù) | lg2=0.3 lg2.2=0.34 lg3=0.48 |
(1)NH4F 溶液顯____性,保存此溶液應(yīng)該放在__________中。
(2)NH4HCO3 溶液與少量 NaOH 溶液反應(yīng)時,_____ (填離子符號)先與 NaOH 溶液中的 OH-反應(yīng)。
(3)向含Fe3+和Cu2+均為0.1mol/L的溶液中加入某堿調(diào)節(jié)pH=___時,Fe3+完全沉淀,當pH=_____時,Cu2+開始沉淀,
(4)反應(yīng) CuS(s) + H2SO4(aq)H2S(aq) + CuSO4(aq)的 K= _____________;反應(yīng) FeS(s) + H2SO4(aq) H2S(aq) + FeSO4 (aq)的 K=___________;反應(yīng) CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Cu2+(aq)的 K=_______
由計算結(jié)果可以知道:實驗室制備H2S氣體應(yīng)選用_________,檢驗H2S氣體應(yīng)選用_________(均用上述反應(yīng)中的鹽類物質(zhì)作答)
除去廢水中的 Cu2+使用 過量的 FeS 固體的優(yōu)點有:
a.可以除去廢水中的 Cu2+,過量的 FeS 和生成的 CuS 可以通過過濾一并除去
b.____________________________________________________________________
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【題目】某;瘜W研究性學習小組查閱資料了解到以下內(nèi)容:
乙二酸(HOOC﹣COOH,可簡寫為H2C2O4)俗稱草酸,易溶于水,屬于二元中強酸(為弱電解質(zhì)),且酸性強于碳酸,其熔點為101.5℃,在157℃升華.為探究草酸的部分化學性質(zhì),進行了如下實驗:
(1)向盛有1mL飽和NaHCO3溶液的試管中加入足量乙二酸溶液,觀察到有無色氣泡產(chǎn)生.該反應(yīng)的離子方程式為________;
(2)向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去;①說明乙二酸具有______(填“氧化性”、“還原性”或“酸性”);②請配平該反應(yīng)的離子方程式:_____MnO4-+____H2C2O4+___H+=___Mn2++____CO2↑+_____H2O
(3)將一定量的乙二酸放于試管中,按如圖所示裝置進行實驗(夾持裝置未標出):
實驗發(fā)現(xiàn):裝置C、G中澄清石灰水變渾濁,B中CuSO4粉末變藍,F中CuO粉末變紅。據(jù)此回答:
①上述裝置中,D的作用是_________,
②乙二酸分解的化學方程式為 ________;
(4)該小組同學將2.52g草酸晶體(H2C2O42H2O)加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng),測得反應(yīng)后溶液呈酸性,其原因是_______(用文字簡單表述),該溶液中各離子的濃度由大到小的順序為:_______(用離子符號表示).
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【題目】在一定溫度時,N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線如圖,其中a表示不使用催化劑時的能量變化曲線,b表示使用催化劑時的能量變化曲線。下列敘述正確的是
A. 狀態(tài)M和N均表示2molN(g)+6mol H(g)
B. 該反應(yīng)的熱化學方程式為:N2+3H22NH3 △H=-92kJ·mol-l
C. 使用催化劑,降低了反應(yīng)進行所需的最低能量,增大了反應(yīng)放出的能量
D. 使用催化劑,并不能改變反應(yīng)的△H
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【題目】在某一容積為2L的恒容密閉容器中,A、B、C、D四種氣體物質(zhì)發(fā)生可逆反應(yīng),其物質(zhì)的量n(mol)隨時間t(min)的變化曲線如圖所示;卮鹣铝袉栴}:
(1)該反應(yīng)的化學方程式為______。
(2)前2min內(nèi)用A的濃度變化表示的化學反應(yīng)速率為_______, 4min時,v正(A)______v逆(D) (填“>”“<”或“=”)。
(3)在2min時,圖象發(fā)生改變的原因可能是_____(填字母)
A 增大B的物質(zhì)的量 B 降低溫度
C 加入催化劑 D 減小A的物質(zhì)的量
(4)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的標志是_______(填字母)。
A 消耗5mol B的同時生成4molD
B 反應(yīng)速率4v(B) = 5v (D)
C 容器內(nèi)D的濃度不再隨時間而發(fā)生變化
D 容器內(nèi)壓強不再隨時間而發(fā)生變化
E 容器內(nèi)混合氣體的密度不再隨時間而發(fā)生變化
(5)由圖示求得平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________。
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