【題目】過量排放含氮物質(zhì)會污染大氣或水體,研究氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,對降低含氮物質(zhì)的污染有著重大的意義。
Ⅰ.對NO與O2反應(yīng)的研究。
(1)已知氮氧化物轉(zhuǎn)化過程中的焓的變化如下圖所示,寫出 NO轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式__________。
(2)2NO+O22NO2的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_______。其他條件不變,利用分子捕獲器適當(dāng)減少反應(yīng)容器中NO2的含量,平衡常數(shù)K將_____(填“增大”、“減小”或“不變” )。
(3)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。在一定條件下,將2 mol NO和1 mol O2通入恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),在不同溫度下,測得平衡時體系中NO、O2、NO2的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如下圖所示。
①曲線c代表________的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系,x點對應(yīng)的O2的轉(zhuǎn)化率為________。
②根據(jù)上圖可推測_________________。
A.2NO+O22NO2的平衡常數(shù):x點﹥y點
B.y點時2NO+O22NO2的反應(yīng)速率:υ(正)﹤υ(逆)
C.400~1200℃時,隨著溫度升高,N2O4體積分?jǐn)?shù)不斷增大
D.x點對應(yīng)的NO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為4/11
Ⅱ.對廢水中過量氨氮轉(zhuǎn)化的研究。
廢水中過量的氨氮(NH3和NH4+)會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。某科研小組用NaClO氧化法處理氨氮廢水,將其轉(zhuǎn)化為無污染物質(zhì),不同進(jìn)水pH對氨氮去除率的影響如圖所示。
已知:。HClO的氧化性比NaClO強(qiáng);
ⅱ.NH3比NH4+更易被氧化。
(4)pH=1.25時,NaClO與NH4+反應(yīng)生成N2等無污染物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式______。
(5)進(jìn)水pH為1.25~6.00范圍內(nèi),氨氮去除率隨pH升高發(fā)生圖中變化的原因是_______。
【答案】2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H= -112kJ·mol-1 不變 NO2 60% AD 3HClO + 2NH4+ = N2↑ + 3Cl-+ 3H2O + 5H+(或3ClO-+ 2NH4+ = N2↑ +3Cl-+ 3H2O + 2H+) pH<2.6時,隨著pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,導(dǎo)致氨氮去除率下降;pH在2.6~6之間時,隨著pH升高,氨氮廢水中NH3含量增大,氨氮更易被氧化
【解析】
(1)依據(jù)能量轉(zhuǎn)化圖的數(shù)據(jù)作答;
(2)平衡常數(shù)是指反應(yīng)達(dá)到平衡時,各生成物平衡濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物平衡濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值;平衡常數(shù)只和溫度有關(guān);
(3)①依據(jù)升高溫度對反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的影響作答;依據(jù)x點的NO平衡時的物質(zhì)的量,找出反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量,根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式求得結(jié)論;
②A. 反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)為放熱反應(yīng),則隨著溫度的升高,反應(yīng)的平衡常數(shù)減;
B. 圖中任何一點是平衡時的物質(zhì)的物質(zhì)的量;
C. 2NO2(g)N2O4(g) △H<0,依據(jù)溫度對平衡的影響作答;
D. 列出三段式,求出NO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);
Ⅱ.(4)依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律作答;
(5)依據(jù)給定的已知信息分析。
(1)從轉(zhuǎn)化過程的焓的變化情況可知,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H= -(180 kJ·mol-1-68 kJ·mol-1)=-112kJ·mol-1,故答案為:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H= -112kJ·mol-1;
(2)2NO+O22NO2的平衡常數(shù)表達(dá)式K=;化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān),因此其他條件不變,利用分子捕獲器適當(dāng)減少反應(yīng)容器中NO2的含量,平衡常數(shù)K將不變;
(3)①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H= -112kJ·mol-1,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則NO2的物質(zhì)的量隨溫度的升高而減小,NO和O2的物質(zhì)的量隨溫度的升高而增大,從圖中可以看出,曲線c代表NO2的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系;曲線a代表NO的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系,x點處NO平衡時的物質(zhì)的量為0.8mol,則轉(zhuǎn)化的NO的物質(zhì)的量為2mol-0.8mol=1.2mol,轉(zhuǎn)化的O2的物質(zhì)的量為×1.2mol=0.6mol,則轉(zhuǎn)化率為×100%=60%;
②A. 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)為放熱反應(yīng),隨著溫度的升高,反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,從圖中可以看出,Tx<Ty,則平衡常數(shù)比較:x點﹥y點,A項正確;
B. 圖中任何一點是平衡時的物質(zhì)的物質(zhì)的量,則υ(正)=υ(逆),B項錯誤;
C.2NO2(g)N2O4(g) △H<0,則升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,N2O4的體積分?jǐn)?shù)降低,C項錯誤;
D. x點NO、NO2平衡時的物質(zhì)的量均為0.8mol,列出三段式如下:
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)
起始量(mol) 2 1 0
轉(zhuǎn)化量(mol) 1.2 0.6 1.2
平衡量(mol) 0.8 0.4 0.8
2NO2(g)N2O4(g)
起始量(mol)1.2 0
轉(zhuǎn)化量(mol)0.4 0.2
平衡量(mol)0.8 0.2
則對應(yīng)的NO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為=,D項正確;
故答案選AD;
Ⅱ.(4)pH=1.25時,NaClO氧化NH4+反應(yīng)生成N2等無污染物質(zhì),自身還原為氯離子,3HClO + 2NH4+ = N2↑ + 3Cl-+ 3H2O + 5H+(或3ClO-+ 2NH4+ = N2↑ +3Cl-+ 3H2O + 2H+);
(5)根據(jù)已知i,pH<2.6時,隨著pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,導(dǎo)致氨氮去除率下降;根據(jù)已知ii,pH在2.6~6之間時,隨著pH升高,氨氮廢水中NH3含量增大,氨氮更易被氧化,所以進(jìn)水pH為1.25~6.00范圍內(nèi),氨氮去除率隨pH升高發(fā)生圖中變化。
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【題目】可逆反應(yīng)A+3B2C+2D在4種不同條件下的反應(yīng)速率(單位為mol·L-1·s-1)分別為①v(A)=0.15 ②v(B)=0.6 ③v(C)=0.4 ④v(D)=0.45該反應(yīng)反應(yīng)速率最快的條件是( )
A. ② B. ④ C. ①和④ D. ②和③
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【題目】圖中,A是單質(zhì),B的焰色反應(yīng)呈黃色。判斷A、B、C、D的化學(xué)式:
A_____ B______ C______ D______
下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為:
(1)A→B__________
(2)B→D________
(3)A→C__________
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【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 0.1 mol NaHSO4固體中含有的離子總數(shù)為0.3NA
B. 1L 1 mo1·L-1的(NH4)2CO3溶液中所含NH4+的數(shù)目為2NA
C. 標(biāo)況下,22.4L Cl2通入水中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
D. 20g D2O含有的中子數(shù)為10NA
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【題目】有機(jī)化合物甲與乙在一定條件下可反應(yīng)生成丙:
下列說法正確的是
A. 甲與乙生成丙的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)
B. 甲分子中所有原子共平面
C. 乙的一氯代物有2種
D. 丙在酸性條件下水解生成和CH318OH
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【題目】堿式碳酸銅可用作木材防腐劑、水體殺藻劑等,研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計以下方案制備堿式碳酸銅并進(jìn)行相關(guān)實驗探究。
Ι.以銅屑為原料制備堿式碳酸銅的裝置如下:
步驟1 連接好裝置,檢查裝置的氣密性,裝藥品。
步驟2 往三頸燒瓶中加入適量的濃硝酸,使銅屑完全反應(yīng)。
步驟3 往步驟2反應(yīng)后的溶液中加入一定比例的Na2CO3和NaOH的混合液,加熱。
步驟4 將三頸燒瓶中的混合物過濾、洗滌、烘干,獲得產(chǎn)物。
已知:ⅰ.堿式碳酸銅為草綠色或綠色結(jié)晶物,易溶于酸,不溶于水,在100℃的水中易分解;
ⅱ.NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;
NO不能單獨與NaOH溶液反應(yīng)。
(1)步驟2中濃硝酸與銅屑反應(yīng)的離子方程式為___________________。
(2)步驟2反應(yīng)一段時間后,須打開止水夾,通入一段時間的空氣,目的是_______。
(3)步驟3對裝置A的加熱方式最好采用____________。
(4)裝置Ι中儀器a的名稱為____,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個裝置不能替代圖1中B裝置的是_____(填裝置序號)。
(5)欲檢驗步驟4獲得的產(chǎn)物中是否含有NO3-,所需的試劑可以是__________。
Ⅱ.探究在一定溫度下,不同的原料配比對產(chǎn)物的影響,實驗數(shù)據(jù)如下:
實驗序號 | V[Cu(NO3)2] /mL (0.5 mo1·L-1) | V(NaOH) / mL (0.5 mo1·L-1) | V(Na2CO3)/ mL (0.25 mo1·L-1) | 沉淀數(shù)量 | 沉淀顏色 |
1 | 2.0 | 2.0 | 1.6 | + | 淺綠色 |
2 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | + + | 淺綠色 |
3 | 2.0 | 2.0 | 2.4 | + + + | 藍(lán)色 |
4 | 2.0 | 2.0 | 2.8 | + + + | 藍(lán)色 |
注:“+”越多表示沉淀量越多
(6)分析表格數(shù)據(jù)可得:制備堿式碳酸銅最佳的原料配比n[Cu(NO3)2]:n(NaOH) : n(Na2CO3) =___。
Ⅲ.產(chǎn)物組成的測定
(7)堿式碳酸銅的成分有多種,化學(xué)式可表示為mCu(OH)2·n CuCO3。為測定Ι中所得堿式碳酸銅的組成,學(xué)習(xí)小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取3.820 g樣品溶于適量的硫酸中,加水配成l00 mL溶液,取l0.00 mL溶液于錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)溶液pH至3~4,加入過量的KI(2 Cu2+ + 4 I- = 2 CuI↓ + I2),用0.l000 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(2 S2O32- + I2 = 2I- + S4O62-),接近終點時,加入淀粉指示劑,繼續(xù)滴定至終點,藍(lán)色消失。進(jìn)行平行實驗后,測得平均消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為35.00 mL。該堿式碳酸銅的化學(xué)式為_____
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】無水MgBr2常用于催化劑。某化學(xué)小組在實驗室選用下圖所示裝置 (夾持裝置略)采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2。
已知:①在濃硫酸存在下,加熱到140℃時乙醇脫水生成乙醚(C2H5OC2H5),加熱到170℃時乙醇脫水生成CH2 = CH2。
②乙醚的熔點為34.6℃,沸點為132℃。
③Mg和Br2劇烈反應(yīng),放出大量的熱;MgBr2具有強(qiáng)吸水性;MgBr2能與乙醚發(fā)生反應(yīng) MgBr2 +3C2H5OC2H5 MgBr2 3C2H5OC2H5。
實驗主要步驟如下:
I.選用上述部分裝置,正確連接,檢查裝置的氣密性。向裝置中加入藥品。
II.加熱裝置A,迅速升溫至140℃,并保持140℃加熱一段時間,停止加熱。
III.通入干燥的氮氣,讓液溴緩慢進(jìn)入裝置B中,直至完全加入。
IV.裝置B中反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫,過濾反應(yīng)物,將得到的濾液轉(zhuǎn)移至干燥的燒瓶中,在冰水中冷卻,析出晶體,再過濾得三乙醚合溴化鎂粗產(chǎn)品。
V.用苯洗滌粗產(chǎn)品,減壓過濾,得三乙醚合溴化鎂,將其加熱至160℃分解得無水 MgBr2。
回答下列問題:
(1)裝置A中使用儀器m的優(yōu)點是________。
(2)步驟I中所選裝置的正確連接順序是a________ (填小寫字母)。裝置D的作用是________。
(3)若加熱裝置A一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加入碎瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是________。
(4)步驟V中用苯洗滌三乙醚合溴化鎂的目的是________。
(5)步驟V采用減壓過濾(使容器內(nèi)壓強(qiáng)降低,以達(dá)到固液快速分離)。下列裝置可用作減壓過濾的是________(填序號)。
(6)實驗中若溫度控制不當(dāng),裝置B中會產(chǎn)生CH2Br—CH2Br。請設(shè)計實驗驗證 CH2Br—CH2Br的存在:從反應(yīng)后的混合物中分離提純得到CH2Br—CH2Br,_______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。下列結(jié)論正確的是( )
A. 加入有色布條,片刻后有色布條褪色,說明有Cl2存在
B. 溶液呈淺黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2存在
C. 先加入鹽酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,說明有Cl-存在
D. 加入NaOH溶液,氯水的淺黃綠色消失,說明有HClO存在
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】298 K時,AgSCN的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,下列判斷錯誤的是
A. 298 K時,Ksp(AgSCN)=1.0×10-12
B. 欲使溶液由c點移到d點,可滴入少量KSCN濃溶液
C. 向a點溶液中加入等物質(zhì)的量的AgNO3、KSCN固體后,可能使a點移動到c點
D. b點溶液蒸發(fā)部分水后恢復(fù)至室溫可移動到c點
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