【題目】N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備備受人們的關(guān)注。

1)一定溫度下,在2L恒容密閉的容器中充入2.0molN2O5發(fā)生反應(yīng):2N2O5g4NO2g+O2g)。在三種不同的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),N2O5的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。

①已知:2N2O5g===2N2O4g+O2g H1=-4.4kJ/mol

2NO2g===N2O4g H2=-55.3 kJ/mol

則反應(yīng)2N2O5g===4NO2g+O2g)的△H=________。

②下列不能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是___(填序號(hào))。

AvN2O5=2vO2

B.混合氣體密度不變

C.混合體平均摩爾質(zhì)量

DNO2的體積分?jǐn)?shù)不變

③該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是____(填“高溫”或“低溫”),實(shí)驗(yàn)Ⅲ中:a點(diǎn)vO2____(填“<”或“>”)b點(diǎn)vO2)。

④實(shí)驗(yàn)Ⅱ從反應(yīng)開始至平衡時(shí),vO2=____mol/L·min)。

⑤列式并計(jì)算該反應(yīng)在800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=_______

21840Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,反應(yīng)得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

3N2O5也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。

N2O5在電解池的____(填“陰極”或“陽極”)室生成,其電極反應(yīng)式為_____。

【答案】+106.2kJ/mol AB 高溫 < 0.0125 (mol/L)3=1(mol/L)3 2C12+4AgNO3===4AgCl+2N2O5+O2 陽極 N2O4-2e-+2HNO3===2N2O5+2H+

【解析】

1)①根據(jù)題目已知條件:2N2O5g)===2N2O4g)+O2g) △H1=-4.4kJ/mola式,2NO2g)===N2O4g) △H2=-55.3 kJ/molb式, 則反應(yīng)2N2O5g)===4NO2g)+O2g)為c式;根據(jù)蓋斯定律,a-2b=c,所以△H=△H1-2H2=-4.4kJ/mol-2×(-55.3kJ/mol)=+106.2kJ/mol

A.根據(jù)判斷達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù),不同物質(zhì)的反應(yīng)速率之比=化學(xué)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)之比,可判定反應(yīng)達(dá)到平衡,vN2O5):vO2=1:2,即2vN2O5=vO2),A錯(cuò)誤;

B.反應(yīng)體系為恒容體系,體積不變,根據(jù)反應(yīng)2N2O5g)===4NO2g)+O2g)遵循質(zhì)量守恒,反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,因此反應(yīng)體系氣體密度不變,不能作為平衡依據(jù),B錯(cuò)誤;

C.當(dāng)體系氣體平均摩爾質(zhì)量不在變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;

D.反應(yīng)前后氣體不相等的體系,體積分?jǐn)?shù)不在變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確。

故答案為A、B。

③該平衡體系正反應(yīng)為吸熱,△H>0,正反應(yīng)方向是氣體體積增大的方向,△S>0, 當(dāng)△HTS<0時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)能否進(jìn)行取決于T,且T值大時(shí),△HTS<0。具備該條件的反應(yīng),在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,在低溫時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行。故答案為高溫;

實(shí)驗(yàn)Ⅲ中:a點(diǎn)到b點(diǎn)N2O5的濃度減小,反應(yīng)正向進(jìn)行,容器體積不變,O2的濃度逐漸增大,由于濃度越大,反應(yīng)速率越快,因此a點(diǎn)vO2)<b點(diǎn)vO2)。

v(N2O5)=mol/(L·min)=0.025mol/(L·min),v(O2)=×0.025mol/(L·min)= 0.0125mol/(L·min)。

⑤用“三段式”求得平衡時(shí)cN2O5)=0.5mol/LcNO2)=1mol/L,cO2)=0.25mol/L,因此,K=(mol/L)3=1(mol/L)3。

2)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,化學(xué)反應(yīng)方程式為2Cl2+4AgNO3===4AgCl+2N2O5+O2

3)從電解原理來看,N2O4制備N2O5為氧化反應(yīng),則N2O5應(yīng)在陽極區(qū)生成,反應(yīng)式為N2O4-2e-+2HNO3===2N2O5+2H+,故答案為:陽極,N2O4-2e-+2HNO3===2N2O+2H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是

A. 用鉛蓄電池電解氯化鈉溶液得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氫氣時(shí)理論上鉛蓄電池中消耗氫離子數(shù)目為4NA

B. 1L0.1mol·L1NH4Cl溶液中含有的氮原子數(shù)小于0.1NA

C. 3.0g由葡萄糖和冰醋酸組成的混合物中含有的原子總數(shù)為0.3NA

D. 氫氣與氯氣反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氯化氫,斷裂化學(xué)鍵的總數(shù)為2NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】含苯酚的工業(yè)廢水的處理流程如圖所示。

(1)①流程圖設(shè)備中進(jìn)行的是操作________(填寫操作名稱)。實(shí)驗(yàn)室里這一步操作可以用_______(填儀器名稱)進(jìn)行。

②由設(shè)備進(jìn)入設(shè)備的物質(zhì)A______________(填化學(xué)式,下同)。由設(shè)備進(jìn)入設(shè)備的物質(zhì)B___________。

③在設(shè)備中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。

④在設(shè)備中,物質(zhì)B的水溶液和CaO反應(yīng)后,產(chǎn)物是NaOH、H2O______。通過 _________________(填操作名稱)操作,可以使產(chǎn)物相互分離。

⑤圖中,能循環(huán)使用的物質(zhì)是_______、_____________C6H6CaO。

(2)為了防止水源污染,用簡單而又現(xiàn)象明顯的方法檢驗(yàn)?zāi)彻S排放的污水中有無苯酚,此方法是____________。

從廢水中回收苯酚的方法是①用有機(jī)溶劑萃取廢液中的苯酚;②加入某種藥品的水溶液使苯酚與有機(jī)溶劑脫離;③加入某物質(zhì)又析出苯酚。試寫出②、③兩步的反應(yīng)方程式:_________________________

(3)為測(cè)定廢水中苯酚的含量,取此廢水100 mL,向其中加入濃溴水至不再產(chǎn)生沉淀為止,得到沉淀0.331 g,求此廢水中苯酚的含量____________(mg·L1)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某興趣小組探究SO2氣體還原Fe3,他們使用的藥品和裝置如圖所示,下列說法不合理的是(  )

A.能表明I的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是B中藍(lán)色溶液褪色

B.裝置C的作用是吸收SO2尾氣,防止污染空氣

C.為了驗(yàn)證A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),加入用稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀

D.為了驗(yàn)證A中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),加入KMnO4溶液,紫紅色褪去

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2017年我國科學(xué)家研發(fā)了一種可充電鎂一溴電池,其工作原理如圖所示,電池的中間是只允許鎂離子通過的離子選擇性膜。電池的總反應(yīng)為Mg+NaBr3===NaBr+MgBr2。下列說法錯(cuò)誤的是(

A. 放電過程中Mg2+通過離子選擇性膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)

B. 放電時(shí),正極反應(yīng)式為Br3-+2e-=3Br-

C. 負(fù)極區(qū)電解液若改為鎂鹽的水溶液,則會(huì)發(fā)生副反應(yīng):Mg+2H2O===MgOH2+H2

D. 充電過程中當(dāng)0.1molMg2+通過離子選擇性膜時(shí),外電路導(dǎo)線中通過0.1mol電子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳元素及其化合物與人類的生活、生產(chǎn)息息相關(guān),請(qǐng)回答下列問題:

1)綠色植物的光合作用吸收 CO2 釋放O2 的過程可以描述為以下兩步: 2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)(s)+O2(g)+4e- H=+1360 kJ·mol-1

12(C3H6O3)(s)+12e- = C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) H=-1200 kJ·mol-1

則綠色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式為:___________

2)工業(yè)煉鐵時(shí)有如下副反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H>0。某溫度時(shí),把 Fe CO2 放入體積固定的容器中,CO2 的起始濃度為 2.0 molL-1,達(dá)到平衡后,CO 的濃度為 1.0 molL-1,則該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù) K=_________。如果平衡后通入一定量的 CO,建立新平衡后,CO2 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)將________。(填編號(hào))

A.增大 B.減少 C.不變 D.無法判定

3)利用 H2 CO2 在一定條件下可以合成乙烯:6H2g)+2CO2g CH2CH2g)+4H2Og)。在體積為 1L 的恒容容器中,投料為 3mol H2 1mol CO2 時(shí),不同溫度對(duì) CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率及催化劑的催化效率的影響如下圖所示。

下列有關(guān)說法不正確.的是______(填序號(hào))。

A.平衡常數(shù)大。MN

B.反應(yīng)物活化分子百分?jǐn)?shù)大。MN

C.其他條件不變,若不使用催化劑,則 250℃時(shí) CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于點(diǎn)M1

D.其他條件不變,若投料改為 4mol H2 1mol CO2 時(shí),則 250℃時(shí) CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于點(diǎn)M2

4)將 CO2 H2 按物質(zhì)的量之比為 1:3 通入恒溫恒容密閉容器中,控制條件,使其發(fā)生反應(yīng): CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2 O(g) H = -49.2kJ·mol-1,得到甲醇的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如上圖所示。保持其它條件不變,t1 時(shí)再向容器中加入一定量物質(zhì)的量之比為 1:3 CO2 H2 混合氣,t2 時(shí)再次達(dá)到平衡,請(qǐng)?jiān)谏蠄D畫出 t1t3 時(shí)間內(nèi)甲醇體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線。 ___________

5)以多孔石墨為陽極,以 NaCl NaOH 的混合溶液作電解液,用電解法由甲烷制取甲醇。寫 應(yīng) _________

625℃時(shí),將 a molL-1 CH3COOH 溶液與 b molL-1 NaOH 溶液等體積混合,溶液恰好呈中性, 則電離平衡常數(shù)KaCH3COOH=__________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有AlCl3MgSO4混合溶液,向其中不斷加入NaOH溶液,得到沉淀的量與加入NaOH溶液的體積如圖所示,求原溶液中Mg2+Al3+的物質(zhì)的量之比為(  )

A.21B.61

C.12D.13

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在研究前18號(hào)元素時(shí)發(fā)現(xiàn),可以將它們排成如下圖所示的蝸牛形狀,圖中每個(gè)“·”代表一種元素,其中O點(diǎn)代表氫元素。下列說法中錯(cuò)誤的是

A. O點(diǎn)越遠(yuǎn)的元素原子半徑越大 B. 虛線相連的元素處于同一族

C. B元素是圖中金屬性最強(qiáng)的元素 D. A、B組成的化合物中可能含有共價(jià)鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【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;卮鹣铝袉栴}

(1)1840年 Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,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

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