【題目】I.氮是地球上含量豐富的一種元素,氨、肼(N2H4)、尿素、偏二甲肼(C2H8N2)是氮的常見(jiàn)化合物,在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。
(1)肼(N2H4)是一種高能燃料,寫(xiě)出肼的電子式________,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示,已知H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1,寫(xiě)出肼燃燒的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__________。
(2)火箭使用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮(N2O4)為氧化劑,燃燒反應(yīng)放出巨大能量把火箭送入太空,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。
II.氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
在甲、乙、丙三個(gè)不同密閉容器中,按不同方式投料,起始溫度和容積相同,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
相關(guān)條件 | 恒溫恒容 | 絕熱恒容 | 恒溫恒壓 |
反應(yīng)物投料 | 1molN2、3molH2 | 2molNH3 | 2molNH3 |
平衡時(shí)容器體積 | V甲 | V乙 | V丙 |
反應(yīng)的平衡常數(shù)K | K甲 | K乙 | K丙 |
平衡時(shí)NH3的濃度/molL-1 | c甲 | c乙 | c丙 |
平衡時(shí)NH3的反應(yīng)速率/molL-1min-1 | υ甲 | υ乙 | υ丙 |
則平衡時(shí)容器的體積V甲____________V丙,平衡常數(shù)K丙_________K乙(填>、<或=)
III.尿素(H2NCONH2)是一種非常重要的高氮化肥,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位。
(1)合成尿素的第一步反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1 ,若加入恒溫、恒容容器中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為2:1,能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________
a. CO2的濃度不再變化 b. NH3的百分含量不再變化 c. 容器內(nèi)氣體的密度不再變化 d. 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化 e. 2υ(NH3)正=υ (CO2)逆
(2)尿素(NH2CONH2) 燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為:_________。
【答案】 N2H4 (g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH= -622kJ·mol-1 C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O < < ac CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+
【解析】
I.肼(N2H4)是共價(jià)化合物,根據(jù)蓋斯定律和燃燒熱的概念解題;偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮為氧化劑,燃燒主要產(chǎn)生CO2、N2,根據(jù)元素守恒知還生成水,根據(jù)反應(yīng)物、生成物書(shū)寫(xiě)方程式;
II.建立等效平衡,并結(jié)合影響平衡常數(shù)的因素解題;
III.(1)結(jié)合平衡狀態(tài)的特征υ正=υ逆≠0及各物質(zhì)的量保持恒定分析判斷;
(2)燃燒電池通O2的極為正極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。
I.(1)肼(N2H4)是共價(jià)化合物,其電子式為;由能量變化圖可知①N2H4 (g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=(2218kJ·mol-1)-(2752 kJ·mol-1)=-534kJ·mol-1,已知②H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1,則根據(jù)蓋斯定律可知①+②×2得N2H4 (g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=(-534kJ·mol-1)+(-44kJ·mol-1)×2= -622kJ·mol-1,即肼燃燒的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為N2H4 (g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH= -622kJ·mol-1;
(2) 偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮為氧化劑,燃燒主要產(chǎn)生CO2、N2,根據(jù)元素守恒知還生成水,則該反應(yīng)方程式為C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O;
II.甲、丙若均恒溫恒容,則完全等效,由反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知,丙容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量增大,改為恒溫恒壓時(shí),容器體積增大,故V甲<V丙;根據(jù)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1可知,乙、丙相比,氨的分解為吸熱反應(yīng),乙保持絕熱,溫度降低,丙保持恒溫,溫度高于乙,溫度升高平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,則K丙<K乙;
III.(1) a.CO2的濃度不再變化,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a選;
b.氨基甲酸銨呈液態(tài),起始加入的NH3和CO2物質(zhì)的量之比為2:1,消耗的NH3和CO2物質(zhì)的量之比恒為2:1,故無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡NH3和CO2物質(zhì)的量之比恒為2:1,NH3的百分含量始終不變,即NH3的百分含量不再變化不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b不選;
c.建立平衡過(guò)程中氣體的質(zhì)量減小,在恒容條件下,容器內(nèi)氣體的密度減小,容器內(nèi)氣體的密度不再變化能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c選;
d.氨基甲酸銨呈液態(tài),起始加入的NH3和CO2物質(zhì)的量之比為2:1,消耗的NH3和CO2物質(zhì)的量之比恒為2:1,故無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡NH3和CO2物質(zhì)的量之比恒為2:1,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量恒為17×+44×=26,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故d不選;
e.2υ(NH3)正=υ (CO2)逆時(shí)正、逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),故e不選;
故答案為ac;
(2) 尿素在負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú),氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水,正極電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O,負(fù)極電極反應(yīng)為:CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知亞磷酸(H3PO3)的結(jié)構(gòu)如圖,
是具有強(qiáng)還原性的二元弱酸,可以被銀離子氧化為磷酸。
(1)已知亞磷酸可由PCl3水解而成,請(qǐng)寫(xiě)出相應(yīng)的離子方程式____。亞磷酸與銀離子反應(yīng)時(shí)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____。
(2)某溫度下,0.1mol/L的H3PO3溶液的pH為1.6,即c(H+)=2.5×10-2mol/L該溫度下H3PO3的一級(jí)電離平衡常數(shù)=____。(H3PO3第二步電離忽略不計(jì),結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中:____(填“>”、“<”或“=”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】偽麻黃堿(D)是新康泰克的成分之一能夠緩解感冒時(shí)帶來(lái)的鼻塞、流鼻涕和打噴嚏等癥狀,其中一種合成路線(xiàn)如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)偽麻黃堿(D)的分子式為____________;B中含有的官能團(tuán)有_____________(寫(xiě)名稱(chēng))
(2)C→D的反應(yīng)類(lèi)型為__________;寫(xiě)出B→C反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________;
(3)B的消去產(chǎn)物可以用于合成高分子化物E,請(qǐng)寫(xiě)出E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____________;
(4)A的同分異構(gòu)體滿(mǎn)足下列要求:①能發(fā)生銀鏡反應(yīng) ②苯環(huán)上的一氯代物有兩種結(jié)構(gòu);③核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積之比為6:2:1:1寫(xiě)出所有符合條件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________________________________________________________________________________;
(5)已知。參照上述合成路線(xiàn),設(shè)計(jì)一條由苯和乙酸為起始原料制備的合成路線(xiàn):____________________________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某課外活動(dòng)小組的同學(xué),在實(shí)驗(yàn)室做鋅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫,而乙同學(xué)認(rèn)為除二氧化硫氣體外,還可能產(chǎn)生氫氣。為了驗(yàn)證甲、乙兩位同學(xué)的判斷是否正確,丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(鋅與濃硫酸共熱時(shí)產(chǎn)生的氣體為X,且該裝置略去),試回答下列問(wèn)題:
(1)上述反應(yīng)中生成二氧化硫的化學(xué)方程式為__。
(2)乙同學(xué)認(rèn)為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是__。
(3)丙同學(xué)在安裝好裝置后,必不可少的一步操作是__。
(4)說(shuō)明A、B、E中可能的試劑及其作用:
①A中加入的試劑可能是__,作用是__;
②B中加入的試劑可能是__,作用是__;
③E中加入的試劑可能是__,作用是__。
(5)可以證明氣體X中含有氫氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:C中__;D中__。
(6)如果去掉裝置B,還能否根據(jù)D中的現(xiàn)象判斷氣體X中有氫氣__(填“能”或“不能”),原因是__。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將7.68g銅與50mL一定濃度的硝酸恰好完全反應(yīng),收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氣體。
請(qǐng)回答:
(1)NO的體積為__L,NO2的體積為__L;
(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量是__mol;
(3)硝酸的物質(zhì)的量濃度是__mol·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑,可由NO與Cl2在常溫常壓下反應(yīng)得到。ClNO 部分性質(zhì)如下:黃色氣體,熔點(diǎn):-59.6℃,沸點(diǎn):-6.4℃,遇水易水解。某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)亞硝酰氯(ClNO)性質(zhì)擬在通風(fēng)櫥中制取亞硝酰氯,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置。、
試回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室利用裝置A制備Cl2的離子反應(yīng)方程式__________。
(2)裝置B的作用是 ①__________,②____________。
(3)若用A裝置制取NO氣體,B中應(yīng)該盛放_________。
(4)為使NO和Cl2恰好完全反應(yīng)生成ClNO,理論上向E中通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為___。
(5) 簡(jiǎn)述檢查A、B、C所組成的實(shí)驗(yàn)裝置氣密性的操作_________。
(6)裝置H吸收尾氣,有同學(xué)認(rèn)為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收。為了充分吸收尾氣,可將尾氣與________________同時(shí)通入NaOH溶液中。
(7)已知:ClNO與H2O反應(yīng)生成HNO2和HCl。
①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明 HNO2是弱酸:____________。(僅提供的試劑:1 molL-1HCl、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙)。
②通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)測(cè)定ClNO樣品的純度。取F中所得液體3.0 g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL樣品溶于錐形瓶中,用0.20 molL-1 AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),根據(jù)表中所給信息,應(yīng)選用____________做指示劑,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______。
物質(zhì) | Ag2CrO4 | AgCl | AgI | Ag2S |
顏色 | 磚紅色 | 白色 | 黃色 | 黑色 |
Ksp | 1×10-12 | 1.56×10-10 | 8.3×10-17 | 6.3 ×10-50 |
消耗標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液的體積為20.00ml,亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維,C與燒堿反應(yīng)生成化合物D。
(1)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________,反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。
(2)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D,同時(shí)還生成能使澄清石灰水變渾濁的氧化物E;將少量的E 通入D的水溶液中,生成化合物F。
①分別寫(xiě)出生成D和F的化學(xué)方程式:______________________________________
②要將純堿高溫熔化,下列坩堝中不可選用的是_______________________________。
A.普通玻璃坩堝
B.石英玻璃坩堝
C.鐵坩堝
(3)100 g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后,生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或圖像信息不能充分說(shuō)明相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)的是
A | B | C | D | |
圖示 | ||||
相關(guān) 信息 | 溫度計(jì)的水銀柱不斷上升 | 反應(yīng)物總能量大于生成物總能量 | 反應(yīng)開(kāi)始后,甲處液面低于乙處液面 | 反應(yīng)開(kāi)始后,針筒活塞向右移動(dòng) |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)化工專(zhuān)家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。他利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物質(zhì)溶解度的差異,以食鹽、氨氣、二氧化碳等為原料制得NaHCO3,進(jìn)而生產(chǎn)出純堿。以下A、B、 C、 D四個(gè)裝置可組裝成實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中分別盛有以下試劑:B:稀硫酸;C:鹽酸、碳酸鈣;D:含氨的飽和食鹽水、水。
四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100 g水)表(說(shuō)明:①>35 ℃ NH4HCO3會(huì)有分解)
請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)裝置的連接順序應(yīng)是__________(填字母)。
(2)A裝置中盛放的試劑是__________,其作用是___________________。
(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要控制D溫度在30℃~35℃,原因是_________________。
(4)反應(yīng)結(jié)束后,將錐形瓶浸在冷水中,析出NaHCO3晶體。用蒸餾水洗滌NaHCO3晶體的目的是除去____(雜質(zhì)以化學(xué)式表示)。
(5)將錐形瓶中的產(chǎn)物過(guò)濾后,所得的母液中含有___________(以化學(xué)式表示),加入氯化氫,并進(jìn)行_________操作,使NaCl溶液循環(huán)使用,同時(shí)可回收NH4Cl。
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