【題目】氮的化合物應(yīng)用廣泛,但氮氧化物是重要的空氣污染物,應(yīng)降低其排放。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ·mol-1
③H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副產(chǎn)物是液態(tài)水)的熱化學(xué)方程式為___________。
(2)工業(yè)上常用如下反應(yīng)消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H
在溫度為T1和T2時,分別將0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入體積為1L的密閉容器中,n(CH4)隨反應(yīng)時間的變化如圖所示:
①根據(jù)如圖判斷該反應(yīng)的△H___________0(填“>”“<”或“=”),理由是___________。
②溫度為T1時,0~10min內(nèi)NO2的平均反應(yīng)速率v(NO)2=___________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______(保留三位小數(shù))
③該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為再提高反應(yīng)速率同時提高NO2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有______(填編號)。
A.改用高效催化劑 B.升高溫度
C.縮小容器的體積 D.增加CH4的濃度
(3)利用原電池反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)NO2的無害化,總反應(yīng)為6NO2+8NH3===7N2+12H2O,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,工作一段時間后,該電池正極區(qū)附近溶液pH___________(填“增大”“減小”或“不變”),負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。
(4)氮的一種氫化物HN3,其水溶液酸性與醋酸相似,則NaN3溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>___________;常溫下將 a mol·L-1的HN3與b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),則該混合物溶液呈___________(填“酸”“堿”或“中”)性,溶液中c(HN3)=___________ mol·L-1。
【答案】CO2(g)+ 2NH3(g) = CO(NH2)2(s) + H2O(l) △H=-87.0kJ/mol < T1<T2,T2時CH4的平衡含量高,說明升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆向吸熱,正向放熱 0.02mol·L-1·min-1 2.025 D 增大 2NH3 - 6e- + 6OH- = N2 + 6H2O c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+) 中 0.5a-b
【解析】
(1)已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.5 kJ/mol,②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol,③H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將①+②-③得:CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=(-159.5 kJ/mol)+(+116.5 kJ/mol)-(+44.0 kJ/mol)=-87.0kJ/mol,故答案為:CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=-87.0kJ/mol;
(2) ①根據(jù)圖像,T2時先達(dá)到平衡,說明T2>T1,溫度越高平衡時甲烷物質(zhì)的量越大,說明平衡逆向進(jìn)行,因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,故答案為:<;T1<T2,T2時CH4的平衡含量高,說明升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆向吸熱,正向放熱;
②溫度為T1時,10min時,n(CH4)=0.3mol,根據(jù)方程式,反應(yīng)的n(NO2)=2×(0.4mol-0.3mol)=0.2mol,NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)== 0.02mol·L-1·min-1,
根據(jù)圖中信息可知,平衡時n(CH4)=0.10mol,故有:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
開始時濃度(mol/L) 0.4 1.0 0 0 0
改變的濃度(mol/L) 0.30 0.6 0.3 0.3 0.6
平衡時濃度(mol/L) 0.10 0.4 0.3 0.3 0.6
K=;
③A.改用高效催化劑,不能影響平衡的移動,不能提高NO2的轉(zhuǎn)化率,選項(xiàng)A錯誤;
B.升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率減小,選項(xiàng)B錯誤;
C.縮小容器的體積,物質(zhì)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率減小,選項(xiàng)C錯誤;
D.增加CH4的濃度,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率增大,選項(xiàng)D正確;
(3)利用原電池反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)NO2的無害化的總反應(yīng)為6NO2+8NH3=7N2+12H2O,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液。工作時,正極上二氧化氮得到電子生成氮?dú),電極方程式為2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,正極附近溶液的pH增大;負(fù)極上氨氣失去電子生成氮?dú)猓姌O反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,故答案為:增大;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;
(4)氮的一種氫化物HN3,其水溶液酸性與醋酸相似,則NaN3為強(qiáng)堿弱酸鹽,水解呈堿性,溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+);混合后溶液中c(Ba2+)=0.5b mol/L,根據(jù)電荷守恒:2c(Ba2+)+c(H+)=c(N3-)+c(OH-),溶液中存在2c(Ba2+)= c(N3-),則c(H+)=c(OH-),溶液顯中性;溶液中c(N3-)=b mol/L,由物料守恒可知溶液中c(HN3)=(0.5a-b)mol/L,故答案為:中;0.5a-b。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】堿式碳酸銅可用于有機(jī)催化劑、殺蟲劑及飼料中銅的添加劑,還可用于煙火和顏料制造。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)能否得到堿式碳酸銅?某班同學(xué)進(jìn)行相關(guān)探究。
【沉淀制備】取一定量膽礬(CuSO4·5H2O)溶于水,再滴幾滴稀硫酸,充分?jǐn)嚢韬蟮玫揭欢w積的CuSO4溶液。向其中加適量Na2CO3溶液,將所得藍(lán)綠色懸濁液過濾,用蒸餾水洗滌,再用無水乙醇洗滌。
(1)滴加稀硫酸的作用是________。
(2)用無水乙醇洗滌的目的是________。
【實(shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下裝置,用制得的藍(lán)綠色固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
(3)D裝置加熱前,需要首先打開活塞K,用A裝置制取適量N2,然后關(guān)閉K,點(diǎn)燃D處酒精燈。A中產(chǎn)生的N2將裝置中的空氣排除,避免干擾。C中盛裝的試劑應(yīng)是________。
(4)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。
(5)若藍(lán)綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2,實(shí)驗(yàn)?zāi)苡^察到的現(xiàn)象是________。
(6)同學(xué)們查閱文獻(xiàn)知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,經(jīng)討論認(rèn)為需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式,其原因是________。
a.Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強(qiáng)
b.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
c.相同條件下,CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3
d.吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3,測量誤差小
待D中反應(yīng)完全后,打開活塞K,再次滴加NaNO2溶液產(chǎn)生N2,其目的是________。若定量分析所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1 g,裝置F中使用Ba(OH)2溶液,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置E的質(zhì)量增加2.7 g,F中產(chǎn)生沉淀19.7 g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Mn(H2PO4)2·2H2O是一種白色晶體,易溶于水,常用于機(jī)械設(shè)備的磷化處理。以軟錳礦(主要成分為MnO2,還含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)為原料制備Mn(H2PO4)2·2H2O的流程如圖:
(1)軟錳礦要先制成礦漿的目的是__,葡萄糖(C6H12O6)與MnO2反應(yīng)時,產(chǎn)物為MnSO4、CO2和H2O,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__。
(2)用H2O2溶液“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:__。
(3)已知幾種金屬離子的氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表,“調(diào)pH并過濾”時,應(yīng)調(diào)整的pH范圍為__,濾渣1的主要成分為__(填化學(xué)式)。
金屬離子 | 開始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.8 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Mn2+ | 7.8 | 9.8 |
(4)加入磷酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。
(5)某工廠用上述流程制備Mn(H2PO4)2·2H2O,已知軟錳礦中MnO2的含量為87%,整個流程中錳元素的損耗率為9%,則1噸該軟錳礦可制得Mn(H2PO4)2·2H2O__t。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液測定某NaOH溶液的濃度,用甲基橙作指示劑,下列操作中可能使測定結(jié)果偏低的是( )
A.酸式滴定管在裝酸液前未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤洗2~3次
B.開始實(shí)驗(yàn)時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,在滴定過程中氣泡消失
C.錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的錐形瓶滴定前用NaOH溶液潤洗2~3次
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,幾種難溶金屬氫氧化物分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后,改變?nèi)芤旱?/span>pH,金屬陽離子濃度的變化如圖所示。下列說法正確的是
A.a點(diǎn)代表Fe(OH)3的飽和溶液
B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
C.向0.1 mol·L-1Cu2+、Mg2+、Fe2+混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Mg2+最先沉淀
D.在pH=7的溶液中,Cu2+、Mg2+、Fe2+能大量共存
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液能大量共存的是
A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+
B.由水電離的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-
C.=1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
D.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加,且均不超過20。W、X、Y最外層電子數(shù)之和為15,是實(shí)驗(yàn)室常用的一種化學(xué)試劑。下列說法中錯誤的是( )
A.Z2Y的水溶液呈堿性
B.最簡單氫化物沸點(diǎn)高低為:X>W
C.常見單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱為:W>Y
D.中各原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】軟錳礦(主要成分MnO2,雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應(yīng)可制備MnSO4·H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4。已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、A13+(使其濃度均小于1×10-6 mol·L-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為__________。
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【題目】銅及其化合物具有廣泛的應(yīng)用,間接碘量法可以測定銅合金中的銅,回答下列問題:
(1)銅合金的種類較多,主要有黃銅和各種青銅等。試樣可以用HNO3分解,還需要用到濃H2SO4.CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子的基態(tài)核外電子排布式為______;S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______;
(2)Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2,其中NH3中心原子的雜化軌道類型為______,[Cu(NH3)4](NO3)2屬于______晶體。
(3)CuSO4溶液中加入過量KCN能生成配離子[Cu(CN)4]2-,1 mol CN-中含有的π鍵數(shù)目為______,與CN-互為等電子體的離子有______(寫出一種即可);
(4)CuSO4的熔點(diǎn)為560℃,Cu(NO3)2的熔點(diǎn)為115℃,CuSO4熔點(diǎn)更高的原因可能是______;
(5)在弱酸性溶液中,Cu2+與過量KI作用,生成CuI沉淀,同時析出定量的I2;如圖為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)說法中正確的是______;
A.碘分子的排列有2種不同的取向,2種取向不同的碘分子,以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)
B.用均攤法可知平均每個晶胞中有4個碘原子
C.碘晶體為無限延伸的空間結(jié)構(gòu),是原子晶體
D.碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力
(6)已知Cu2O晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,0,0),C為()。則D原子的坐標(biāo)參致為______,它代表______原子(填元素符號);已知金屬銅的堆積方式是面心立方最密堆積,則晶體中銅原子的配位數(shù)是12,Cu原子的空間利用率是______。
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