【題目】采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題
(1)1840年 Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為___________。
(2)F. Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng):
其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示(t=∞時(shí),N2O4(g)完全分解):
t/min | 0 | 40 | 80 | 160 | 260 | 1300 | 1700 | ∞ |
p/kPa | 35.8 | 40.3 | 42.5. | 45.9 | 49.2 | 61.2 | 62.3 | 63.1 |
①已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=4.4 kJ·mol1
2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=55.3 kJ·mol1
則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)+ O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率。t=62 min時(shí),測(cè)得體系中pO2=2.9 kPa,則此時(shí)的=________kPa,v=_______kPa·min1。
③若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。
④25℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。
(3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程:
第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反應(yīng)
第三步 NO+NO3→2NO2 快反應(yīng)
其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。
A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))
B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3
C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效
D.第三步反應(yīng)活化能較高
【答案】 O2 53.1 30.0 6.0×10-2 大于 溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高 13.4 AC
【解析】分析:(1)根據(jù)還原劑失去電子轉(zhuǎn)化為氧化產(chǎn)物判斷;
(2)①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;
②根據(jù)壓強(qiáng)之比是物質(zhì)的量之比計(jì)算;
③根據(jù)溫度對(duì)壓強(qiáng)和平衡狀態(tài)的影響分析;
④根據(jù)五氧化二氮完全分解時(shí)的壓強(qiáng)計(jì)算出二氧化氮、氧氣的壓強(qiáng),然后再根據(jù)二氧化氮轉(zhuǎn)化的方程式計(jì)算平衡時(shí)二氧化氮、四氧化二氮的壓強(qiáng)。
(3)根據(jù)三步反應(yīng)的特點(diǎn)分析判斷。
詳解:(1)氯氣在反應(yīng)中得到電子作氧化劑,硝酸銀中只有氧元素化合價(jià)會(huì)升高,所以氧化產(chǎn)物是氧氣,分子式為O2;
(2)①已知:
ⅰ、2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol
ⅱ、2NO2(g)=N2O4(g) △H2=-55.3kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律可知ⅰ÷2-ⅱ即得到N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g) △H1=+53.1kJ/mol;
②根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2,又因?yàn)閴簭?qiáng)之比是物質(zhì)的量之比,所以消耗五氧化二氮減少的壓強(qiáng)是2.9kPa×2=5.8kPa,則此時(shí)五氧化二氮的壓強(qiáng)是35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa,因此此時(shí)反應(yīng)速率v=2.0×10-3×30=6.0×10-2(kPa·min-1);
③由于溫度升高,容器容積不變,總壓強(qiáng)提高,且二氧化氮二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高,所以若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)大于63.1 kPa。
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知五氧化二氮完全分解時(shí)的壓強(qiáng)是63.1kPa,根據(jù)方程式可知完全分解時(shí)最初生成的二氧化氮的壓強(qiáng)是35.8kPa×2=71.6 kPa,氧氣是35.8kPa÷2=17.9 kPa,總壓強(qiáng)應(yīng)該是71.6 kPa+17.9 kPa=89.5 kPa,平衡后壓強(qiáng)減少了89.5 kPa-63.1kPa=26.4kPa,所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時(shí)四氧化二氮對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是26.4kPa,二氧化氮對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是71.6 kPa-26.4kPa×2=18.8kPa,則反應(yīng)的平衡常數(shù)。
(3)A、第一步反應(yīng)快,所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的逆反應(yīng)速率,A正確;
B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO,B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效,C正確;
D、第三步反應(yīng)快,所以第三步反應(yīng)的活化能較低,D錯(cuò)誤。答案選AC。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
步驟 | |||
現(xiàn)象 | Fe表面產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色 | Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止 | Fe、Cu接觸后,其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡 |
下列說(shuō)法不正確的是( 。
A. Ⅰ中氣體由無(wú)色變紅棕色的化學(xué)方程式:2NO+O2═2NO2
B. Ⅱ中的現(xiàn)象說(shuō)明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)
C. 對(duì)此Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說(shuō)明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3
D. 針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計(jì),可判斷Fe是否被氧化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)和國(guó)防工業(yè)具有重要意義。
(1)實(shí)驗(yàn)室欲用下圖所示裝置(夾持固定裝置略去)制備并收集氨氣。
①請(qǐng)?jiān)趫D中燒瓶?jī)?nèi)繪出導(dǎo)管所缺部分______________。
②試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。
③為吸收多余的氨氣,燒杯中的試劑是__________________。
(2)氨有很多重要性質(zhì)。
①將酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈紅色,其原因是_______________________________。
②管道工人曾經(jīng)用濃氨水檢驗(yàn)氯氣管道是否漏氣,如出現(xiàn)白煙,說(shuō)明有氯氣泄露,同時(shí)還有一種相對(duì)分子質(zhì)量為28的氣體生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________。
(3)寫(xiě)出氨的兩種用途__________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類(lèi)的重要研究課題。某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含少量鐵,鋁,銅,鎳等金屬化合物)作脫硫劑,通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已省略)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)所得MnO2需充分洗滌,檢驗(yàn)是否洗凈的方法是________________________。
(2)上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了________________________(選填下列字母編號(hào))。
A.廢棄物的綜合利用 B.白色污染的減少 C.酸雨的減少
(3)加入MnCO3是為了除去溶液中Fe3+和Al3+,檢驗(yàn)Fe3+是否完全除掉的試劑為________________。
(4)加入KMnO4充分反應(yīng)后,溶液酸性明顯增強(qiáng),寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式______________________。
(5)假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中MrO2反應(yīng)。按照?qǐng)D示流程,將a L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)含SO2的體積分?jǐn)?shù)為b%的尾氣通入礦漿,若SO2的脫除率為100%,最終得到MnO2的質(zhì)量c g,則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)以及外加KMnO4時(shí),所引入的錳元素質(zhì)量為多少g?_________________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一定溫度下,將等量的氣體分別通入起始體積相同的密閉容器Ⅰ和Ⅱ中,使其發(fā)生反應(yīng),t0時(shí)容器Ⅰ中達(dá)到化學(xué)平衡,X、Y、Z的物質(zhì)的量的變化如圖所示。則下列有關(guān)推斷正確的是( )
A. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3X+2Y2Z
B. 若兩容器中均達(dá)到平衡時(shí),兩容器的體積V(Ⅰ)<V(Ⅱ),則容器Ⅱ達(dá)到平衡所需時(shí)間小于t0
C. 若兩容器中均達(dá)到平衡時(shí),兩容器中Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,則Y為固態(tài)或液態(tài)
D. 若達(dá)平衡后,對(duì)容器Ⅱ升高溫度時(shí),其體積增大,說(shuō)明Z發(fā)生的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】讀圖、讀表是高中學(xué)生需要具備的重要能力。下列關(guān)于各圖象的解讀正確的是( )
A. 由甲推知?dú)錃獾娜紵裏釣?19.8kJmol-1
B. 由乙推知離子反應(yīng)Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)可以發(fā)生
C. 由丙可知:將A、B飽和溶液分別由T1℃升溫T2℃時(shí),溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù):B>A
D. 由丁可知:同溫度、同濃度NaA溶液與NaB溶液相比,其pH:NaA>NaB
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下列自然資源的開(kāi)發(fā)利用中,不涉及化學(xué)變化的是
A.用海水制鹽B.從海水中提取鎂
C.從海水中提取溴D.從海帶中提取碘
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】判斷下列有關(guān)化學(xué)基本概念的依據(jù)正確的是( )
A. 氧化還原反應(yīng):元素化合價(jià)是否變化
B. 純凈物與混合物:是否僅含有一種元素
C. 強(qiáng)弱電解質(zhì):溶液的導(dǎo)電能力大小
D. 溶液與膠體:本質(zhì)不同的原因是能否發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)
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