5.氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的作用.請回答下列問題:
(1)圖1是常溫下1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol
(2)在恒溫、恒容的密閉容器中,通入一定量的N2O4發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)△H如圖2
①在0-60s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為0.001mol•L-1•s-1
②溫度升高,混合氣體的顏色變深,則△H>0(填“>”或“<”).
③改變條件重新達(dá)到平衡時(shí),要使N2O4的體積分?jǐn)?shù)變大,可采取的措施有ac(填字母).
a.向混合氣體中通入N2O4 b.升高溫度
c.向混合氣體中通入NO2 d.使用高效催化劑
(3)實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液吸收NO2,反應(yīng)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O.含0.2molNaOH的水溶液與0.2molNO2恰好完全反應(yīng)得1L溶液A,溶液B為0.1mol•L-1的CH3COONa溶液.
①A、B兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序?yàn)閏(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)(已知HNO2的電離
常數(shù)Ka=7.1×10-4mol•L-1,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.7×10-5mol•L-1).
②可使A、B兩溶液的PH相等的方法是bc(填字母).
a.向溶液A中加適量水               b.向溶液A中加適量NaOH
c.向溶液B中加適量水               d.向溶液B中加適量NaOH
(4)銅既能與稀硝酸反應(yīng),也能與濃硝酸反應(yīng),當(dāng)銅與一定濃度硝酸反應(yīng)時(shí),可將方程式表示為:
Cu+HNO3→Cu(NO32+NO↑+NO2↑+H2O(方程式未配平).0.6molCu被硝酸完全溶解后,如果得到的
NO和NO2物質(zhì)的量相同,則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為1.8mol.

分析 (1)反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能,注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程;
(2)①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v(N2O4);
②溫度升高,混合氣體的顏色變深,說明升高溫度平衡向生成NO2的方向移動;
③a.向混合氣體中通入N2O4,等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)到達(dá)的平衡;
b.升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動;
c.向混合氣體中通入NO2,等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)到達(dá)的平衡;
d.使用高效催化劑不影響平衡移動;
(3)溶液A中NaNO3、NaNO2的濃度均為0.1mol/L,HNO2、CH3COOH均為弱酸,由電離常數(shù)可知CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,溶液中醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子水解程度,溶液B堿性大于A溶液;
(4)參加反應(yīng)的硝酸轉(zhuǎn)化為Cu(NO32、NO、NO2,根據(jù)Cu原子守恒計(jì)算Cu(NO32的物質(zhì)的量,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算NO、NO2的物質(zhì)的量,再根據(jù)氮原子守恒計(jì)算消耗硝酸物質(zhì)的量.

解答 解:(1)該反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,所以熱化學(xué)方程式為:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol,
故答案為:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol;
(2)①由圖可知,在0-60s時(shí)段△c(N2O4)=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L,則v(N2O4)=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.001mol/(L.min),
故答案為:0.001;
②溫度升高,混合氣體的顏色變深,說明升高溫度平衡向生成NO2的方向移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動,則△H>0,
故答案為:>;
③a.向混合氣體中通入N2O4,等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)到達(dá)的平衡,平衡逆向移動,N2O4的體積分?jǐn)?shù)增大,故a正確;
b.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,N2O4的體積分?jǐn)?shù)減小,故b錯(cuò)誤;
c.向混合氣體中通入NO2,等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)到達(dá)的平衡,N2O4的體積分?jǐn)?shù)增大,故c正確;
d.使用高效催化劑縮短到達(dá)平衡的水解,不影響平衡移動,N2O4的體積分?jǐn)?shù)不變,故d錯(cuò)誤,
故答案為:ac;
(3)0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應(yīng)得1L溶液A,由2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,得到溶液A中NaNO3物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L,NaNO2物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L,溶液B為0.1mol•L-1的CH3COONa溶液;
HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10-4mol•L-1,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.7×10-5mol•L-1,說明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,溶液中醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子水解程度,溶液B堿性大于A溶液,兩溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的順序?yàn)閏(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-),
a.溶液B堿性大于A溶液,向溶液A中加適量水,稀釋溶液,堿性減弱,不能調(diào)節(jié)溶液pH相等,故a錯(cuò)誤;
b.向溶液A中加適量NaOH,增大堿性,可以調(diào)節(jié)溶液pH相等,故b正確;
c.向溶液B中加適量水,稀釋溶液堿性減弱,可以調(diào)節(jié)溶液pH相等,故c正確;
d.溶液B堿性大于A溶液,向溶液B中加適量NaOH,溶液pH更大,故d錯(cuò)誤;
故答案為:c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-);bc;
(4)參加反應(yīng)的硝酸轉(zhuǎn)化為Cu(NO32、NO、NO2,根據(jù)Cu原子守恒可知n[Cu(NO32]=n(Cu)=0.6mol,得到的NO和NO2物質(zhì)的量相同,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,則:3n(NO)+n(NO2)=0.6mol×2,故n(NO)=n(NO2)=0.3mol,根據(jù)氮原子守恒,可知n(HNO3)=2n[Cu(NO32]+n(NO)+n(NO2)=0.6mol×2+0.3mol+0.3mol=1.8mol,
故答案為:1.8mol.

點(diǎn)評 本題考查熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)計(jì)算等,注意等效思想在化學(xué)平衡移動中應(yīng)用,守恒思想在化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.現(xiàn)有①硫酸鎂  ②硝酸鋇 ③氫氧化鈉  ④氯化銅 ⑤氯化鉀 五種溶液,不用任何其他試劑也可鑒別,且鑒別出來的先后順序正確的是(  )
A.④③①②⑤B.④⑤③②①C.④③②①⑤D.④②③①⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.以工業(yè)廢鐵屑為原料生產(chǎn)氧化鐵紅顏料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木C合利用,其主要流程如圖:

已知:FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合,得到含F(xiàn)eCO3的懸濁液.
(1)寫出在空氣中煅燒沉淀的化學(xué)反應(yīng)方程式:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(2)本流程中產(chǎn)生的CO2和H2,在催化劑作用下按體積比1:1合成一種重要的有機(jī)化工原料R,該合成符合綠色化學(xué)要求.已知液體R的燃燒熱為254.6 kJ/mol,則R完全燃燒的熱化學(xué)方程式為HCOOH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+H2O(g);△H=-254.6kJ/m.
(3)在FeSO4溶液中加入(NH42SO4固體可制備摩爾鹽晶體[(NH42SO4•FeSO4•6H2O](相對分子質(zhì)量392),該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇.
①為洗滌(NH42SO4•FeSO4•6H2O粗產(chǎn)品,下列方法中最合適的是D
A.用冷水洗                             B.先用冷水洗,后用無水乙醇洗
C.用30%的乙醇溶液洗             D.用90%的乙醇溶液洗
②為了測定產(chǎn)品的純度,稱取a g產(chǎn)品溶于水,配制成500mL溶液,用濃度為c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定.每次所取待測液體積均為25.00mL,實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如表:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)第一次第二次第三次
消耗高錳酸鉀溶液體積/mL25.5225.0224.98
KMnO4溶液應(yīng)盛裝在酸式滴定管中,滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是最后一滴滴入,溶液由無色變?yōu)闇\紫色,且30s不變色通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的該產(chǎn)品純度為$\frac{980c}{a}×100%$(用字母ac表示).上表中第一次實(shí)驗(yàn)中記錄數(shù)據(jù)明顯大于后兩次,其原因可能是BC
A.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)時(shí)酸性高錳酸鉀溶液的體積
B.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定結(jié)束無氣泡
C.第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過,后兩次未潤洗
D.該酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液保存時(shí)間過長,有部分變質(zhì),濃度降低.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.如圖1,天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室已于2016 年9月15日22時(shí)04分在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功.請回答下列問題:

(1)耐輻照石英玻璃是航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心元件.石英玻璃的成分是SiO2(填化學(xué)式),該物質(zhì)的類別屬于酸性氧化物(填“堿性氧化物”或“酸性氧化物”),實(shí)驗(yàn)室中不能用玻璃塞試劑瓶盛放KOH溶液,原因是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O(用離子方程式表示)
(2)“碳纖維復(fù)合材料制品”應(yīng)用于“天宮二號”的推進(jìn)系統(tǒng).碳纖維復(fù)合材料具有重量輕、可設(shè)計(jì)強(qiáng)度高的特點(diǎn).碳纖維復(fù)合材料由碳纖維和合成樹脂組成,其中合成樹脂是高分子化合物,則制備合成樹脂的反應(yīng)類型是聚合反應(yīng).
(3)太陽能電池帆板是“天宮二號”空間運(yùn)行的動力源泉,其性能直接影響到“天宮二號”的運(yùn)行壽命和可靠性.
①天宮二號使用的光伏太陽能電池,該電池的核心材料是Si,其能量轉(zhuǎn)化方式為太陽能轉(zhuǎn)化為電能.
②如圖2是一種全天候太陽能電池的工作原理:太陽照射時(shí)的總反應(yīng)為V3++VO2++H2O=V2++VO2++2H+,則負(fù)極反應(yīng)式為VO2++H2O-e-=VO2++2H+;夜間時(shí),電池正極為b(填“a”或“b”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.有短周期X、Y、Z、M、W為五種短周期元素.其中X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的同周期元素,且最外層電子數(shù)之和為15,X與Z可形成XZ2分子;Y與M形成的氣態(tài)化合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.76g/L-1;W的質(zhì)子數(shù)是X、Y、Z、M四種元素質(zhì)子數(shù)之和的一半.下列說法正確的是( 。
A.原素Z、W的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)不同
B.Y的最高價(jià)氧化物的水化物能與其簡單氣態(tài)氫化物反應(yīng)生成鹽且顯堿性
C.由X元素形成的單質(zhì)不一定是原子晶體
D.由X、Y、Z、M四種元素形成的化合物一定既有離子鍵,又有共價(jià)鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

10.短周期元素X、Y、Z、W、Q在周期表中相對位置如圖,其中元素X是地殼中含量最高的元素,下列說法正確的是( 。
   X
 Z  Q
A.陰離子的還原性:W2-<Q-<Y-
B.常溫下,X2與W的單質(zhì)間化合反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
C.ZX2是兩性氧化物
D.Y的氫化物可用來篆刻玻璃

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.2015年,我國女藥學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)了青蒿素( C15H22Os)而獲得諾貝爾獎(jiǎng),青蒿素的一種化學(xué)合成路線如圖:

(1)化合物D的分子式為C20H28O2,D中含有的官能團(tuán)名稱是羰基、醚鍵.
(2)合成A常用到原料,現(xiàn)有相對分子質(zhì)量最小的該原料的同系物X,檢驗(yàn)X中碳碳雙鍵的操作方法取試樣X于試管中,加入足量新制氫氧化銅懸濁液加熱,出現(xiàn)磚紅色沉淀后取上清液滴加適量稀硫酸,再加入溴水,若溴水褪色,說明X中含有碳碳雙鍵,寫出X與銀氨溶液發(fā)生的離子反應(yīng)方程式CH2=CHCHO+2Ag(NH32++2OH-$\stackrel{△}{→}$CH2CHCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O.
(3)B-C的反應(yīng)類型為消去反應(yīng).
(4)E-F的過程中常用HSCH2CH2CH2SH對E進(jìn)行官能團(tuán)保護(hù),含-SH(巰基)叫硫醇,根據(jù)系統(tǒng)命名法,HSCH2CH2CH2SH的名稱是1,3-丙二硫醇
(5)同時(shí)滿足以下條件的青蒿素的同分異構(gòu)體共有2種.
①常溫下,能與NaHCO3溶液反應(yīng);②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);③1mol該物質(zhì)與足量的Na反應(yīng),產(chǎn)生2mol H2;④質(zhì)譜與紅外表明分子中含2個(gè)基團(tuán);
⑤苯環(huán)上只有一種化學(xué)環(huán)境的氫.
(6)參考上述合成路線,寫出由苯甲醛和乙醇為原料,經(jīng)三步制備3-苯基丙烯醛的合成路線(無機(jī)試劑任選). 合成路線示例是:CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要的意義.
(1)CO2為碳源制取低碳有機(jī)物成為國際研究焦點(diǎn),下面為CO2加氫制取乙醇的反應(yīng):
2CO2(g)+6H2(g)═CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=QkJ/mol (Q>0)
在密閉容器中,按CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1:3進(jìn)行投料,在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)(y%)如圖1所示.

完成下列填空:
①圖中曲線a表示的是H2O的體積分?jǐn)?shù).
②圖中曲線a和c的交點(diǎn)R對應(yīng)物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)yR=37.5%.
(2)25° C,H2SO3和H2CO3兩種酸的電離平衡常數(shù)如表.
  K1K2 
 H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
 H2CO3 4.4×10-7 4.7×10-11
將足量的NaHSO溶液加人到Na2CO3溶液中,反應(yīng)的離子方程式為CO32-+HSO3-=HCO3-+SO32-
(3)工業(yè)上用可溶性碳酸鹽提取鍶時(shí),先將SrSO4轉(zhuǎn)化為難溶弱酸鹽,再處理.
SrSO4?Sr2+(aq)+SO${\;}_{4}^{2-}$(aq)  Ksp=2.5×10-7
SrCO3?Sr2+(aq)+CO${\;}_{3}^{2-}$(aq)  Ksp=2.5×10-9
則SrSO4轉(zhuǎn)化為SrCO3反應(yīng)的平衡常數(shù)值為100
(4)圖2是一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理示意圖,同時(shí)處理有機(jī)廢水和硝酸鹽廢水,并獲得淡水,圖中有機(jī)廢水中有機(jī)物可用C6H10O5表示.
①產(chǎn)生N2的電極為電池的正極(填“正”或“負(fù)”).
②生成X(氣體)的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

6.有以下一系列反應(yīng),最終產(chǎn)物為乙二酸.
A$→_{Br_{2}}^{光照}$B$→_{△}^{NaOH/醇}$C$\stackrel{溴水}{→}$D$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$E$→_{△}^{O_{2},催化劑}$F$→_{△}^{O_{2},催化劑}$乙二酸(HOOC-COOH)
試回答下列問題:
(1)C的結(jié)構(gòu)簡式是CH2=CH2B→C的反應(yīng)類型消去反應(yīng)
(2)E與乙二酯發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀化合物的化學(xué)方程式是CH2OHCH2OH+HOOCCOOH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+2H2O.
(3)由B發(fā)生水解反應(yīng)或C與H2O發(fā)生加成反應(yīng)均生成化合物G.在乙二酸、水、苯酚和G 4種分子中,羥基上氫原子的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是HOOCCOOH>C6H5OH>H2O>CH3CH2OH.

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