【題目】氮的固定意義重大,氮肥的大面積使用提高了糧食產(chǎn)量。
(1)目前人工固氮有效且有意義的方法是_______________(用一個化學(xué)方程式表示)。
(2)自然界發(fā)生的一個固氮反應(yīng)是N2(B)+O2(g) 2NO(g),已知N2、O2、NO三種分子中化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量依次為946kJ·mol-1、498kJ·mol-1、632kJ·mol-1,則該反應(yīng)的△H=____kJ·mol-1。
(3)恒壓100kPa時,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1,反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖2。
①圖1中A、B、C三點表示不同溫度、壓強下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率,則____________點對應(yīng)的壓強最大。
②恒壓100kPa、25℃時,2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為______________,列式計算平衡常數(shù)Kp=____________。(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
(4)室溫下,用往射器吸入一定量NO2氣體,將針頭插入膠塞密封,然后迅速將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定,此時手握針筒有熱感,繼續(xù)放置一段時間。從活塞固定時開始觀察,氣體顏色逐漸__________(填“變深”或“變淺”),原因是________________。[已知2NO2(g)N2O4(g)在幾微秒內(nèi)即可達到化學(xué)平衡]
【答案】 N2+3H2 2NH3 +180 B 66.7% (100KPa/66.7%)/[100KPa/(1-66.7%]2 變淺 活塞固定時2NO2(g) N2O4(g)已達平衡狀態(tài),因反應(yīng)是放熱反應(yīng),放置時氣體溫度下降,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2濃度降低
【解析】分析:(1)游離態(tài)的氮元素反應(yīng)生成化合態(tài)氮元素為氮的固定,如工業(yè)合成氨;(2)熱化學(xué)方程式中,反應(yīng)焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,據(jù)此計算;(3)①2NO(g)+O2(g)2NO2(g),反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)壓強越大平衡正向進行,圖中曲線上各點為等壓不等溫,通過控制變量做等溫線確定ABC三點與曲線交點等溫不等壓,從而確定曲線以下的點壓強小于100kPa,曲線以上的點壓強大于100kPa;②利用三段法列式計算,恒壓100kPa、25時NO2的轉(zhuǎn)化率為80%,設(shè)起始量二氧化氮物質(zhì)的量為x,
2NO2(g) N2O4(g)
起始量(mol) x 0
變化量(mol) 0.8x 0.4x
平衡量(mol) 0.2x 0.4x
平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=×100%=66.7%,
Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)列式計算;
(4)壓縮活塞平衡正移,反應(yīng)放熱,針管微熱,活塞固定時2NO2(g) N2O4(g)已達平衡狀態(tài),放置時氣體溫度下降,平衡向正反應(yīng)方向移動, NO2濃度降低,顏色變淺。
詳解:(1)游離態(tài)的氮元素反應(yīng)生成化合態(tài)氮元素為氮的固定,如工業(yè)合成氨,反應(yīng)的化學(xué)方程式為: N2+3H2 2NH3,因此,本題正確答案是: N2+3H2 2NH3;
(2) N2(B)+O2(g) 2NO(g),已知N2、O2、NO三種分子中化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量依次為946kJ·mol-1、498kJ·mol-1、632kJ·mol-1,則該反應(yīng)的△H=(946kJ·mol-1+498kJ·mol-1)-2×632kJ·mol-1=+180kJ·mol-1,因此,本題正確答案是:+180;
(3)①圖中曲線上各點為等壓不等溫,通過控制變量做等溫線確定ABC三點與曲線交點等溫不等壓,從而確定曲線以下的點壓強小于100kPa,曲線以上的點壓強大于100kPa,所以B點壓強最大,因此,本題正確答案是:B;
②25時NO2的轉(zhuǎn)化率為80%,設(shè)起始量二氧化氮物質(zhì)的量為x,
2NO2(g) N2O4(g)
起始量(mol) x 0
變化量(mol) 0.8x 0.4x
平衡量(mol) 0.2x 0.4x
平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=×100%=66.7%,
Kp用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),
則Kp=(100KPa/66.7%)/[100KPa/(1-66.7%]2
因此,本題正確答案是: 66.7% ;(100KPa/66.7%)/[100KPa/(1-66.7%]2 。
(4)壓縮活塞平衡正移,反應(yīng)放熱,針管微熱,活塞固定時2NO2(g) N2O4(g)已達平衡狀態(tài),放置時氣體溫度下降,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2濃度降低,顏色變淺。
因此,本題正確答案是:變淺;活塞固定時2NO2(g) N2O4(g)已達平衡狀態(tài),因反應(yīng)是放熱反應(yīng),放置時氣體溫度下降,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2濃度降低。
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【題目】鐵有兩種氯化物,都是重要的化工試劑。查閱有關(guān)資料如下:
(氯化鐵)熔點為306℃,沸點為315℃;易吸收空氣中的水分而潮解。工業(yè)上采用向500~600℃的鐵粉中通入氯氣來生產(chǎn)無水氯化鐵。
(氯化亞鐵)熔點為670℃,易升華。工業(yè)上采用向熾熱鐵粉中通入氯化氫來生產(chǎn)無水氯化亞鐵。
某化學(xué)活動小組用下圖所示的裝置(夾持裝置略去)模擬工業(yè)生產(chǎn)制備無水氯化鐵。請回答下列問題:
(1)在裝置A中,用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,反應(yīng)的離子方程式為_________。儀器D的名稱是__________________。
(2)D中裝的藥品是堿石灰,其作用是__________________________。
(3)定性分析。取裝置C中的少量產(chǎn)物溶于稀硫酸中配成稀溶液待用。若產(chǎn)物中混有FeCl2,可用下列試劑中的_____(只能選取一種試劑,填序號)進行檢測,實驗現(xiàn)象是__________________________________。
①H2O2 溶液 ②KI-淀粉溶液 ③KSCN溶液 ④酸性KMnO4溶液
(4)定量分析。取裝置C中的產(chǎn)物,按以下步驟進行測定:①稱取4.60g產(chǎn)品溶于過量的稀鹽酸中;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④過濾、洗滌后灼燒沉淀;⑤稱量所得紅棕色固體為2.40g。
則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______%(結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位)。
(5)由(4)定量分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論,并提出改進措施。
①用題目所給的裝置制得的產(chǎn)物中,鐵元素含量______(填“相等”、“偏高”或“偏低”),說明含有FeCl2雜質(zhì)。
②若要得到較純凈的無水氯化鐵,可采取的“裝置”改進措施是_________。
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【題目】十九大報告提出了“積極參與全球環(huán)境治理,落實減排承諾”。其中氮的化合物的處理和利用是環(huán)境科學(xué)研究的熱點。
(1)機動車排放的尾氣中主要污染物為NOx ,可用 CH4 催化還原 NOx 以消除其污染。298 K時,1.0 g CH4 (g)與足量的NO氣體完全反應(yīng)生成N2、CO2和H2O(g),放出72. 5 kJ的熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________。
(2)氮氧化物與懸浮大氣中的海鹽粒子相互作用會生成NOCl,涉及的相關(guān)反應(yīng)有:
熱化學(xué)方程式 | 平衡常數(shù) | |
① | 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1 | K1 |
② | 4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2 | K2 |
③ | 2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3 | K3 |
ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關(guān)系為ΔH3=___________;K1、K2、K3的關(guān)系為K3=____________。
(3)對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使汽車尾氣中含有的CO、NO2等有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1。對于該反應(yīng),溫度不同(T2﹥T1),其他條件相同時,下列圖像正確的是________(填序號)。
(4)用活性炭還原法也可以處理氮氧化物。向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng):C(s) +2NO(g)N2(g) + CO2(g) ΔH。在T1℃時,反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:
時間/min 濃度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
① T1℃時,該反應(yīng)在0~20min的平均反應(yīng)速率v(CO2)=__________________;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= _____________;
②30min后,只改變某一條件,根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_______(填序號);
A. 加入一定量的活性炭 B. 恒溫恒壓充入氬氣
C. 適當(dāng)縮小容器的體積 D. 加入合適的催化劑
③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,則和原平衡相比,NO的轉(zhuǎn)化率_____________(填“升高”或“降低”),ΔH_______0(填“﹥”、“﹤”或“=”)。
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【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說法正確的是
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCH3OH分子中共價鍵的數(shù)目為0.5NA
B. 1molNa2O2與足量CO2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2 NA
C. 25℃1LpH=12的Na2CO3溶液中,由水電離出H+的數(shù)目為0.01NA
D. 0.1molH2和0.1molI2于密閉容器中充分反應(yīng)后,HI分子總數(shù)為0.2NA
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【題目】已知K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:Cr2O72-(aq,橙色)+H2O(l)2H+(aq)+2CrO42-(aq,黃色),現(xiàn)進行如下實驗:①向試管中加入4mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液,再滴加1mol/LNaOH溶液至稍過量;②向①所得溶液中滴加1mol/LHNO3溶液至稍過量。下列分析不正確的是
A. 上述反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為:K=[c(H+)·c2(CrO42-)]/[c(Cr2O72-)·c(H2O)]
B. 實驗①現(xiàn)象:溶液由橙色變?yōu)辄S色,實驗②現(xiàn)象:溶液由黃色變?yōu)槌壬?/span>
C. 實驗①和②的目的是探究H+濃度對上述平衡的影響
D. 預(yù)測稀釋K2Cr2O7溶液時,溶液顏色由橙色變?yōu)辄S色
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【題目】乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。
(1)CaC2中C22-與O22+互為等電子體,O22+的電子式可表示為_____________; lmol O22+中含有的π鍵數(shù)目為_______________。
(2)將乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu+基態(tài)核外電子排布式為_________。
(3)乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是___________________;分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為_______________。
(4)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示),則該晶胞中的碳原子個數(shù)為______。 CaC2晶體中含有的中啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個方向拉長。CaC2 晶體中1個Ca2+周圍距離最近的C22-數(shù)目為_________________。
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【題目】Ⅰ.如圖所示,已知有機物A的相對分子質(zhì)量是28,它的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工水平的標(biāo)志,B和D都是日常生活食品中常見的有機物,E是具有濃郁香味、不易溶于水的油狀液體,F(xiàn)是一種高聚物,生活中用于制造食物保鮮膜。
(1)請寫出A的結(jié)構(gòu)簡式________、C的結(jié)構(gòu)式__________;
(2)請寫出B中官能團的電子式__________、D中官能團的名稱__________;
(3)請寫出下列反應(yīng)的類型:①__________,②________,④__________。
(4)請寫出下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:A→F ____________; B→C _______;B+D→E __________。
Ⅱ.在實驗室可以用如圖所示的裝置進行B與D的反應(yīng),請回答下列問題:
(1)裝置中通蒸氣的導(dǎo)管要插在_______溶液的液面上方,而不能插入溶液中的原因是為了________,該溶液的作用是____________________________________。
(2)若要把制得的乙酸乙酯分離出來,應(yīng)采用的實驗操作是______。
Ⅲ. 蘋果醋是一種由蘋果發(fā)酵而成的酸性飲品,具有解毒、降脂等藥效。蘋果酸是蘋果醋的主要成分,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,請回答下列問題:
(1)蘋果酸的分子式為__________。
(2)1 mol蘋果酸與足量金屬鈉反應(yīng),能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣____L。
(3)在一定條件下,蘋果酸可能與下列哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?_________
A.氫氧化鈉溶液 B.乙酸 C.碳酸氫鈉溶液 D.乙醇
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【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機材料,廣泛應(yīng)用于集成電路、陶瓷等生產(chǎn)領(lǐng)域。工業(yè)上由氧化鋁與焦炭在氮氣流中高溫制得:Al2O3+3C+N22AlN+3CO。請回答:
(1)上述反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比___________________。
(2)制得的氮化鋁產(chǎn)品中常含有Al4C3、Al2O3和C等雜質(zhì),已知:
稀硫酸(過量) | 濃NaOH溶液(過量) | |
AlN | 2AlN+4H2SO4=Al2(SO4)3+(NH4)2SO4 | AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3 ↑ |
Al4C3 | Al4C3+6H2SO4=2Al2(SO4)3+3CH4 ↑ | Al4C3+4NaOH+4H2O=4NaAlO2+3CH4 ↑ |
為測定產(chǎn)品中AlN和Al4C3的含量,設(shè)計了如下兩套實驗裝置(在通風(fēng)櫥進行,可適當(dāng)微熱,忽略空氣中水蒸氣、CO2的影響及NH3在強堿性溶液中的溶解)。
裝置I、II在反應(yīng)前后的質(zhì)量差分別為m1 g和m2 g,則m g產(chǎn)品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(用含m、m1、m2的代數(shù)式表示)。
(3)取裝置I中反應(yīng)后的濾液,先加入少量(NH4)2SO4溶液,然后依次進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、用少量酒精洗滌、濾紙吸干,得到銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]。
①蒸發(fā)濃縮操作時,除需鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、坩堝鉗、玻璃棒外,還需要_______(填儀器名稱);蒸發(fā)濃縮的操作;小火加熱,不斷攪拌,_________。
②用少量酒精洗滌的目的__________________________。
(4)已知:25℃時,Kw=1.0×10-14,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(Al(OH)3]=1.4×10-9。
① NH4Al(SO4)2溶液中離子濃度由大到小的順序_________________。
②(NH4)2SO4溶液中存在水解平衡,則水解平衡常數(shù)為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中不是氧化還原反應(yīng)的是
A. 3Cl2+6KOH===5KCl+KClO3+3H2O
B. CuO+H2Cu+H2O
C. 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
D. 2AgNO3+BaCl2===2AgCl↓+Ba(NO3)2
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