【題目】消除含氮化合物對大氣和水體的污染是環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。
(1)已知:反應(yīng)Ⅰ N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=a kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅲ 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
①寫出NO2和NH3反應(yīng)生成N2和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式______。
②反應(yīng)Ⅰ中各物質(zhì)所含化學(xué)鍵鍵能總和數(shù)據(jù)如下表,a=______。
物質(zhì) | N2 | O2 | NO |
每摩爾物質(zhì)所含鍵能總和/kJ·mol-1 | 946 | 498 | 630 |
(2)用次氯酸鈉除去氨氮的原理如圖所示。該圖示的總反應(yīng)化學(xué)方程式為______。
(3)某微生物膜技術(shù)能利用電解原理將弱堿性水中的NO還原為N2,工作原理如圖所示。
①寫出陰極的電極反應(yīng)式:______。
②理論上,若除去0.04 mol NO,陽極生成氣體的體積為______。(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
【答案】6NO2(g)+8NH3(g)=7N2(g)+12H2O(l) ΔH=(2c-7a-3b) kJ·mol-1 +184 2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O 2NO+10 e+6H2O=N2↑+12OH- 1.12 L
【解析】
(1)①根據(jù)已知熱化學(xué)方程式,并結(jié)合蓋斯定律進(jìn)行計算;
②根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和;
(2)根據(jù)圖示,由始態(tài)和終態(tài)判斷反應(yīng)物中NH3被氧化為N2,NaClO被還原為NaCl,生成1molN2轉(zhuǎn)移6mol電子,根據(jù)得失電子守恒知需要3molNaClO,再結(jié)合元素守恒配平總反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(3)①該裝置為電解池,電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng),已知利用該裝置可將弱堿性水中的NO還原為N2,N元素化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),則NO為陰極反應(yīng)物,N2為生成物;
②根據(jù)陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等進(jìn)行計算。
(1)①根據(jù)已知熱化學(xué)方程式,結(jié)合蓋斯定律,可知 反應(yīng)Ⅲ×2-反應(yīng)Ⅱ×3-反應(yīng)Ⅰ×7得到NO2和NH3反應(yīng)生成N2和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:6NO2(g)+8NH3(g)=7N2(g)+12H2O(l) ΔH=(2c-7a-3b) kJ·mol-1;
故答案為:6NO2(g)+8NH3(g)=7N2(g)+12H2O(l) ΔH=(2c-7a-3b) kJ·mol-1;
②根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和,可知反應(yīng)I的ΔH=(946+498-2×630)kJ·mol-1=+184 kJ·mol-1,則a=+184;
故答案為:+184;
(2)根據(jù)圖示,由始態(tài)和終態(tài)判斷反應(yīng)物中NH3被氧化為N2,NaClO被還原為NaCl,生成1molN2轉(zhuǎn)移6mol電子,根據(jù)得失電子守恒知需要3molNaClO,再結(jié)合元素守恒配平總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O;
故答案為:2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O;
(3)①該裝置為電解池,電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng),已知利用該裝置可將弱堿性水中的NO還原為N2,N元素化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),則NO為陰極反應(yīng)物,N2為生成物,電極反應(yīng)式為:2NO+10 e+6H2O=N2↑+12OH-;
故答案為:2NO+10 e+6H2O=N2↑+12OH-;
②已知陰極反應(yīng)式2NO+10 e+6H2O=N2↑+12OH-,則理論上,若除去0.04 mol NO,轉(zhuǎn)移0.2mol電子,陽極上生成氧氣,生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子,則轉(zhuǎn)移0.2mol電子,生成氧氣0.05mol,V=0.05mol×22.4L/mol=1.12 L;
故答案為:1.12 L。
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【題目】肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、O=O為500、N—N為154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是:
A. 194 B. 391 C. 516 D. 658
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA
B. 1 mol N2與4 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA
C. 1 mol Fe溶于過量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L CCl4含有的共價鍵數(shù)為0.4NA
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【題目】某微生物脫鹽池的裝置如圖所示,下列說法正確的是
A.電子由石墨電極流出
B.生物膜電極反應(yīng)式為:CH3COO-+2H2O+8e-=2CO2↑+7H+
C.X、Y依次為陰離子、陽離子選擇性交換膜
D.該裝置可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
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【題目】明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,含有少量氧化鐵,利用明礬石制備K2SO4的工藝流程如圖所示:
據(jù)此流程圖回答下列問題:
(1)①焙燒爐中Al2(SO4)3與S反應(yīng)的產(chǎn)物是兩種氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______;寫出爐氣的一種用途________。
(2)②中Al2O3參與反應(yīng)的離子方程式為__________。
(3)③中調(diào)節(jié)pH不能用CO2的理由是____________________。
(4)工業(yè)冶煉金屬鋁需要定期更換補(bǔ)充陽極碳塊的原因是__________________。
(5)純凈氫氧化鋁經(jīng)歷兩次__________________(填反應(yīng)類型)可制得鋁。以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式是__________________。
(6)現(xiàn)有明礬石1 625 t,按上述流程制得780 t Al(OH)3,忽略鋁元素的損失,請計算明礬石中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________%。
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【題目】有一無色溶液,其中可能含有、、、、、、、、等離子中的幾種,為分析其成分,取此溶液分別進(jìn)行了四個實驗,其操作和有關(guān)現(xiàn)象如下:
第③個實驗中,生成白色沉淀的量與加入的量有如下圖所示的相互關(guān)系。據(jù)此可知:
(1)在原溶液中一定存在的離子有______;一定不存在的離子有______;不能確定是否存在的離子有______。
(2)寫出第③個實驗中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________________________________。
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【題目】化合物G是一種重要的有機(jī)產(chǎn)品,其合成路線如下:
(1)E→F的反應(yīng)還需的反應(yīng)物和反應(yīng)條件為_____。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是_____。
(3)寫出同時滿足下列條件的A的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:_______。
①分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫;
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng),且1mol該物質(zhì)最多能與2mol NaOH反應(yīng)。
(4)寫出以和CH3CHO為原料,制備的合成路線流程圖(無機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)。_____
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【題目】Sorbicillin (簡稱化合物X)是生產(chǎn)青霉素時的一個副產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)簡式如右下圖所示。 下列有關(guān)化合物X的說法正確的是
A. 分子中所有碳原子可能處于同一平面
B. 1 mol化合物X可以與2 mol Na2CO3反應(yīng)
C. 1mol化合物X可以與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng)消耗3molBr2
D. 化合物X與H2完全加成,每個產(chǎn)物分子中含有4個手性碳原子
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【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是優(yōu)良的多功能、綠色水處理劑。制備高鐵酸鉀的裝置如圖:
資料:①K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在0℃~5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定。②制備K2FeO4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。下列敘述正確的是
A.裝置A中的KMnO4可以用MnO2代替
B.裝置B中的試劑為飽和碳酸氫鈉溶液,目的是除去C12中的HC1
C.裝置C中生成K2FeO4的關(guān)鍵操作是要緩慢通入Cl2且不能過量
D.K2FeO4做水處理劑時能殺菌消毒、吸附懸浮物與Cl2作用相同
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