【題目】氮及其化合物如NH3及銨鹽、N2H4、N2O4等在中學(xué)化學(xué)、化工工業(yè)、國防等領(lǐng)域占有重要地位。

(1)發(fā)射航天火箭常用肼(N2H4)與N2O4作燃料與助燃劑。肼(N2H4)與N2O4的反應(yīng)為2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g) △H= -1077kJmol-1

已知相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:

化學(xué)鍵

N-H

N-N

N≡N

O-H

E/(kJmol-1

390

190

946

460

則使1mol N2O4(g)分子中化學(xué)鍵完全斷裂時需要吸收的能量是___________。

(2)N2O4與NO2之間存在反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)。將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中,測得其平衡轉(zhuǎn)化率[a(N2O4)]隨溫度的變化如圖所示。

①由圖推測該反應(yīng)的△H ___0(填“>”或“<”),理由為________________。

②圖中a點(diǎn)對應(yīng)溫度下,已知N2O4的起始壓強(qiáng)po為108 kPa,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

③在一定條件下,該反應(yīng)N2O4、NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間存在關(guān)系v( N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是與反應(yīng)溫度有關(guān)的常數(shù)。相應(yīng)的速率壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示,一定溫度下,k1、k2與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系是k1=___________,在下左圖上標(biāo)出的點(diǎn)中,能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的點(diǎn)為__________(填字母代號)。

(3)電解NO2制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。

①陽極的電極反應(yīng)式為________________________________________

②為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充某種化合物A,則A的化學(xué)式為_________。

【答案】1941 kJ >溫度升高,α(N2O4)增加,說明平衡右移。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H>0115.2KPaB點(diǎn)與D點(diǎn)NO2-e-+H2O=NO3-+2H+NH3

【解析】

根據(jù)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計(jì)算。根據(jù)圖像分析,隨著溫度升高,四氧化二氮的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,據(jù)此判斷焓變。根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算平衡時體系中的四氧化二氮和二氧化氮的分壓,代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算分壓平衡常數(shù)即可。電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)原理分析,二氧化氮在陽極變?yōu)橄跛岣x子,陰極為二氧化氮變?yōu)殇@根離子,根據(jù)電子守恒分析硝酸根離子和銨根離子的物質(zhì)的量的關(guān)系,并分析使二氧化氮電解全部轉(zhuǎn)化為硝酸銨需要將剩余的氫離子轉(zhuǎn)化為銨根離子,據(jù)此分析A物質(zhì)。

(1) 假設(shè)1mol N2O4(g)分子中化學(xué)鍵完全斷裂時需要吸收的能量為xkJ,△H =2×(190+390×4)+x-946×3-460×8=-1077,計(jì)算x=1941 kJ; (2) ①根據(jù)圖像分析,隨著溫度升高,α(N2O4)增加,說明平衡右移。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H>0②四氧化二氮與二氧化氮之間存在反應(yīng),a點(diǎn)起始時四氧化二氮的壓強(qiáng)為108kPa,四氧化二氮的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則平衡時p(N2O4)=po (1-40%),p(NO2)= po ×40%×2,所以反應(yīng)的分壓平衡常數(shù)為 115.2KPa; ③當(dāng)達(dá)到平衡時滿足正逆反應(yīng)速率相等,即消耗速率2v( N2O4)= v(NO2),又有v( N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),則k1、k2與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系為Kp= 。根據(jù)2v( N2O4)= v(NO2),則可以表示化學(xué)平衡的點(diǎn)為B點(diǎn)與D點(diǎn)。 (3) ①電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)原理圖分析,二氧化氮在陽極失去電子轉(zhuǎn)化為硝酸根離子,則陽極的電極反應(yīng)為 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+②陰極反應(yīng)為二氧化氮變成銨根離子,電極反應(yīng)為NO2+7e-+8H+ =NH4++2H2O,產(chǎn)生多余的氫離子,為了使二氧化氮電解全部轉(zhuǎn)化為硝酸銨,則需要反應(yīng)掉H+產(chǎn)生銨根離子,所以加入的A物質(zhì)為NH3。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】圖甲為在銅棒上電鍍銀的裝置,圖乙是在圖甲裝置中央放置質(zhì)量相等的兩個銀圈,用繩子系住(繩子為絕緣體),一段時間后,兩裝置中銅極質(zhì)量均增重1.08g。下列說法不正確的是

A. 電極a為純銀

B. 圖甲:若b極有標(biāo)況下112mL紅棕色氣體生成,則電子有效利用率為50%

C. 圖乙:若乙池中無氣體生成,則繩子兩端銀圈質(zhì)量之差為2.16g

D. 處理銀器表面的黑班(Ag2S),將銀器置于盛有食鹽水的鋁制容器里并與鋁接觸,則Ag2S可以轉(zhuǎn)化為Ag

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【題目】(化學(xué)一選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ))有機(jī)物H是一種中樞神經(jīng)興奮劑,其合成路線如下圖所示。

請回答下列問題:

(1)A的化學(xué)名稱為______,C的結(jié)構(gòu)簡式為________

(2)E中官能團(tuán)的名稱為______。B→C、G→H的反應(yīng)類型分別為____、______

(3)D分子中最多有___個原子共平面。

(4)F→G歷經(jīng)兩步反應(yīng),第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______

(5)同時滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體有___種(不考慮立體異構(gòu))。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng); ②能與氯化鐵溶液反應(yīng); ③分子中只有1個甲基。

其中核磁共振氫譜有6組峰的結(jié)構(gòu)簡式為___________。

(6)最近網(wǎng)上流傳,某明星的天價童顏針,其主要成分為聚乳酸,結(jié)構(gòu)簡式為,它是具有填充、緊致、提拉多重效果的微整形新武器,且具有生理兼容性與可降解性,比傳統(tǒng)的硅膠填充整容要先進(jìn)。參照上述合成路線,以丙烯為原料制備的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任選)____________________。

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【題目】鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),當(dāng)兩個反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時,反應(yīng)中消耗的NaOH和HCl物質(zhì)的量之比為( )

A. 3: 1 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列化合物不是黑色的是

A.FeOB.FeSC.Fe3O4D.Fe2O3

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【題目】廢棄物的綜合利用有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)制備ZnSO4·7H2OCuSO4·5H2O的部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:

(1)溶解I”步驟中,為加快溶解速率,可采取的措施是___________、____________。

(2) 濾液I”中提取ZnSO4·7H2O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為__________、__________、過濾、冰水洗滌、低溫干燥。

(3)溶解II”步驟中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________。

(4)為測定產(chǎn)品中CuSO4·5H2O的純度,稱取1.270g樣品,溶于稀硫酸并稀釋至250mL,取出25.00mL溶液于錐形瓶中,加入過量的KI溶液充分反應(yīng),再向其中逐滴加入0.02000mol·L1Na2S2O3溶液至剛好完全反應(yīng),消耗Na2S2O3溶液25.00mL。已知:2Cu2+4I===2CuI(白色)↓+I2, 2S2O32-+I2===2I+S4O62- 請依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)_______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一只裝滿某氣體的氣球若放在空氣中可靜止不動,那么在相同條件下該氣球放在下列氣體中會下沉的是(  )

A.O2

B.Cl2

C.CO2

D.CH4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】 產(chǎn) 。 : 2 m o l S b ( C H 3 ) 3 、 2 m o lSb(CH3)2Br 2molSb(CH3)Br2 進(jìn)行重組反應(yīng)可生成空間位阻最小的離子化合物:[Sb2(CH3)5]2 [Sb2(CH3)2Br6],已知 Sb N 同主族。請回答:

(1) 中,H、C、Br 的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>_____,溴原子的價電子排布式 _____。

(2)[Sb2(CH3)5] +的結(jié)構(gòu)式為,Sb 原子的雜化軌道類型為_____。寫出一種與CH3 -互為等電子體的分子_____。

(3)X 射線衍射測定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6 中存在 I3+ 離子。I3+ 離子的幾何構(gòu)型為_____。

(4)一定條件下 SbCl3 GaCl3 以物質(zhì)的量之比為 l:l 混合得到一種固態(tài)離子化合物,其結(jié)構(gòu)組成可能 為:(a) [GaCl2+ ][SbCl4- ](b) [SbCl2+ ][GaCl4- ],該離子化合物最可能的結(jié)構(gòu)組成為_____ (“a”“b”),理由是_____

(5)固態(tài) PCl5 結(jié)構(gòu)中存在 PCl4 PCl6 -兩種離子,其晶胞如圖所示。

已知晶胞的邊長為 a pm ,阿伏加德羅常數(shù)值用 NA表示。則 PCl4 PCl6 - 之間的最短距離為_____pm,固態(tài) PCl5 的密度為_____gcm-3。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下的2L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g)2Z(g),達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的平衡濃度為:c(X)=0.8mol/L;c(Y)=0.1mol/L;c (Z)=1.6mol/L。若用a、b、c分別表示XY、Z的起始的物質(zhì)的量,回答下列問題:

1)若在恒溫恒容條件下進(jìn)行反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g),可判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____

A.單位時間內(nèi)生成n molX的同時生成2nmolZ

B.密閉容器中密度不再改變的狀態(tài)

C.用X、YZ的物質(zhì)的量濃度變化表示反應(yīng)速率的比為112的狀態(tài)

D.反應(yīng)容器中Y的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變的狀態(tài)

E.密閉容器中壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)

F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

2a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是_________。

3a的取值范圍是________。

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