【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)肼(N2H4)是一種良好的火箭燃料,拉希格法是制備肼的傳統(tǒng)方法,該方法是在5℃條件下,NaClO與NH3反應(yīng)生成NH2Cl與NaOH,然后在140℃左右的條件下,將上述反應(yīng)后混合物與氨混合,反應(yīng)生成肼。上述兩步反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物是______________(寫(xiě)化學(xué)式)。
(2)機(jī)動(dòng)車尾氣已成為城市大氣的主要污染源,機(jī)動(dòng)車尾氣中的主要有害物質(zhì)為氮的氧化物。目前科技工作者正在探索用甲烷等燃料氣體將氮氧化物還原為N2和水,涉及到的反應(yīng)有:
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=574 kJ·mol1
CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH2=867 kJ·mol1
寫(xiě)出CH4還原NO生成N2的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(3)變質(zhì)的蔬菜類食物中含有亞硝酸鹽,一定溫度下,形成該鹽的亞硝酸(HNO2)的電離常數(shù)Ka=4.0×104。在20 mL 0.01 mol·L1的亞硝酸中逐滴滴加0.01 mol·L1的NaOH溶液,測(cè)得混合液的pH變化如圖,則圖中a點(diǎn)的值為_(kāi)_____,b點(diǎn)溶液呈酸性,其原因是__________________,d點(diǎn)溶液呈堿性,原因是______________________________。(已知lg2≈0.3)
(4)工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理為:N2(g)+ 3H2 (g)2NH3(g) ΔH=a kJ·mol1。保持反應(yīng)體系的容積不變,在其中加入一定量的H2和N2,體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示:
①若上述反應(yīng)體系的容積為2 L,則0~20 min時(shí)間內(nèi),ν(H2)= ______________,該過(guò)程中放出的熱量為94.4 kJ,則a=______________。
②25 min時(shí)將NH3從反應(yīng)體系中完全分離出去,45 min時(shí)改變溫度,在原圖中畫(huà)出25 min~60 min的NH3濃度變化曲線。
【答案】(1)NH2Cl、N2H4 (2分)
(2)CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=1160 kJ·mol1(3分)
(3)2.7(2分) HNO2的電離大于的水解(2分) 水解顯堿性(1分)
(4)①0.075 mol·L1·min1 (1分) 94.4(2分)
②(2分)
【解析】(1)根據(jù)題目信息提示可知,NH2Cl是第一個(gè)反應(yīng)的氧化產(chǎn)物,也是還原產(chǎn)物;N2H4是第二個(gè)反應(yīng)的氧化產(chǎn)物,也是還原產(chǎn)物。
(2)根據(jù)蓋斯定律,第二個(gè)熱化學(xué)方程式乘以2,然后減去第一個(gè)熱化學(xué)方程式可得新的熱化學(xué)方程式:CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=867 kJ·mol1×2(574 kJ·mol1)=1160 kJ·mol1。
(3)HNO2H++,K=[c(H+)·c()]/c(HNO2 )≈c2(H+)/0.01 mol·L1,得c(H+)=
2.0×103 mol·L1 ,即a點(diǎn)pH=3lg2=2.7;根據(jù)圖象可知,b點(diǎn)溶液為等濃度的HNO2、NaNO2的混合溶液,存在+H2OHNO2+OH,HNO2H++,由于電離程度大于水解程度,故溶液顯酸性;d點(diǎn)為NaNO2溶液,水解顯堿性。
(4)①由圖象可知,20 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,c(H2)=1.50 mol·L1,故v(H2)=(3.00 mol·L11.50 mol·L1) /20 min=0.075 mol·L1·min1;達(dá)到平衡時(shí)生成的氨氣的物質(zhì)的量為:1.00 mol·L1×2 L=2.00 mol,反應(yīng)放出94.4 kJ熱量,故由可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=a kJ·mol1可知a=94.4。②25 min時(shí)將NH3從反應(yīng)體系中分離出去,氨氣的物質(zhì)的量迅速變?yōu)?,而氮?dú)、氫氣的物質(zhì)的量不變,之后氮?dú)、氫氣的物質(zhì)的量逐漸減小,氨氣的物質(zhì)的量逐漸增大,根據(jù)可逆反應(yīng)方程式及圖象中氫氣和氮?dú)獾臐舛?/span>,
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始濃度/ mol·L1 0.5 1.5 0
變化濃度/ mol·L1 0.19 0.57 0.38
平衡濃度/ mol·L1 0.31 0.93 0.38
可知45 min時(shí)c(NH3)=0.38 mol·L1,
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始濃度/ mol·L1 0.31 0.93 0.38
變化濃度/ mol·L1 0.06 0.18 0.12
平衡濃度/ mol·L1 0.25 0.75 0.50
可知60 min時(shí),c(NH3)=0.50 mol·L1。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在水溶液中能大量共存的一組離子是
A. H+、Na+、SO42-、SiO32-
B. Ba2+、Al3+、Cl-、SO42-
C. K+、Mg2+、SO42-、NO3-
D. H+、Fe2+、ClO-、NO3-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)分類或歸類正確的是
A. 液氯、水玻璃均為混合物 B. 液氨、干冰均為化合物
C. 醋酸、P2O5均為電解質(zhì) D. Na2O2、Na2SiO3均為鈉鹽
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下列各溶液中,離子一定能大量共存的是
A. 強(qiáng)堿性溶液中:K+、AlO2-、Cl-、SO42-
B. 強(qiáng)酸性溶液中:K+、SO42-、Fe2+、NO3-
C. 與鋁反應(yīng)產(chǎn)生大量氫氣的溶液中:Na+、CO32-、NO3-、K+
D. 某無(wú)色溶液中:Fe3+、Cl-、Na+、NO3-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置均正確的是
甲 乙 丙 丁
A.用甲裝置實(shí)現(xiàn)從溴水中萃取溴
B.用乙裝置盛放飽和Na2CO3溶液可除去CO2中混有的SO2
C.用丙裝置加熱CuCl2溶液,制取CuCl2固體
D.用丁裝置測(cè)量濃鹽酸與MnO2反應(yīng)所得氯氣的體積
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子方程式正確的是( )
A. 石灰乳與過(guò)量碳酸氫鈣溶液反應(yīng):HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O
B. 向沸水中滴加飽和的FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體:
FeCl3+3H2O(沸水)Fe(OH)3(膠體)+3HCl
C. 氫氧化銅與稀硫酸反應(yīng):H++OH-===H2O
D. 碳酸氫鈉溶液中加入鹽酸:CO32-+2H+===CO2↑+H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】能一次區(qū)分乙酸、乙醇、苯、四氯化碳四種物質(zhì)的試液是
A.水B.氫氧化鈉溶液
C.Na2CO3稀溶液D.稀硫酸
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),向V mL pH=a的鹽酸中,滴加10V mL pH=b的NaOH溶液,所得溶液中Cl-的物質(zhì)的量恰好等于Na+的物質(zhì)的量,則a+b的值是
A. 15 B. 14 C. 13 D. 不能確定
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)中在一定條件下能夠?qū)щ,但不屬于電解質(zhì)的是
A. 石墨 B. KNO3 C. H2SO4 D. 蔗糖
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