【題目】氮的氧化物(如NO2、NO4、N2O5等)應(yīng)用很廣,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.
(1)從N2O5可通過電解或臭氧氧化N2O4的方法制備.電解裝置如圖1所示(隔膜用于阻止水分子通過),其陽極反應(yīng)式為

己知:2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H1
NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H2
2NO2(g)N2O4(g)△H3
2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)△H4
則反應(yīng)N2O4(g)+O3(g)═N2O5(g)+O2(g)的△H=
(2)從N2O5在一定條件下發(fā)生分解:2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g).某溫度下測得恒容密閉容器中N2O5濃度隨時間的變化如下表:

t/min

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

c(N2O5)/mol/L

1.00

0.71

0.50

0.35

0.25

0.17

設(shè)反應(yīng)開始時體系壓強為P0 , 第2.00min時體系壓強為p,則p:p0= ;
1.00~3.00min內(nèi),O2的平均反應(yīng)速率為
(3)從N2O4與NO2之間存在反應(yīng)N2O42NO2(g).將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中,測得其平衡轉(zhuǎn)化率[a(N2O4)]隨溫度變化如圖1所示.
①圖中a點對應(yīng)溫度下,已知N2O4的起始壓強p0為108kPa,列式計算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)).
②由圖推測N2O4(g)2NO2(g)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),說明理由 ,若要提高N2O4轉(zhuǎn)化率,除改變反應(yīng)溫度外,其他措施有 (要求寫出兩條).
③對于反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強間存在關(guān)系:v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2[p(NO2)]2 . 其中,kl、k2是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù).相應(yīng)的速率一壓強關(guān)系如圖所示:一定溫度下,kl、k2與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系是kl= ,在圖標(biāo)出的點中,指出能表示反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的點并說明理由

【答案】
(1)N2O4+2HNO3﹣2e═2N2O5+2H+;△H=△H2 △H1﹣△H3 △H4
(2)1.75;0.090mol?L﹣1?min﹣1
(3)115.2;吸熱反應(yīng),溫度升高,α(N2O4)增加,說明平衡右移;減小體系壓強、移出NO2;B點與D點,滿足平衡條件υ(NO2)=2υ(N2O4
【解析】(1)從電解原理來看,N2O4制備N2O5為氧化反應(yīng),則N2O5應(yīng)在陽極區(qū)生成,反應(yīng)式為N2O4+2HNO3﹣2e═2N2O5+2H+
①2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H1
②NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H2
③2NO2(g)N2O4(g)△H3
④2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)△H4
將方程式②﹣ ①﹣③﹣ ④得N2O4(g)+O3(g)═N2O5(g)+O2(g),得N2O4(g)+O3(g)═N2O5(g)+O2(g),則該反應(yīng)△H=△H2 △H1﹣△H3 △H4 , 所以答案是:N2O4+2HNO3﹣2e═2N2O5+2H+;△H=△H2 △H1﹣△H3 △H4;
2)相同條件下,氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強之比;
2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)
開始(mol/L)1.00 0 0
反應(yīng)(mol/L)0.50 1.00 0.25
2min(mol/L)0.50 1.00 0.25
反應(yīng)前后氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,所以p:p0=(0.50+1.00+0.25)mol:1.00mol=1.75;
v(N2O5)= mol/(L.min)=0.18mol/(L.min),再根據(jù)同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比得氧氣反應(yīng)速率為0.090 molL1min1 ,
所以答案是:1.75;0.090 molL1min1
3)①四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率是0.4,設(shè)原來四氧化二的物質(zhì)的量為xmol,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.8xmol,則混合氣體的物質(zhì)的量=(x﹣0.4x+0.8x)mol=1.4xmol,相同條件下,氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,所以反應(yīng)后壓強= =151.2KPa,四氧化二氮的分壓=151.2KPa× =64.8KPa,二氧化氮的分壓=151.2KPa× =86.4KPa,化學(xué)平衡常數(shù)K= = =115.2,
所以答案是:115.2;
②根據(jù)圖知,升高溫度轉(zhuǎn)化率增大,升高溫度平衡向吸熱方向移動,則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),若要提高N2O4轉(zhuǎn)化率,除改變反應(yīng)溫度外,其他措施有減小體系壓強、移出NO2
所以答案是:吸熱反應(yīng);溫度升高,α(N2O4)增加,說明平衡右移;減小體系壓強、移出NO2
③化學(xué)平衡常數(shù)Kp=[p(NO2)]2÷p(N2O4),二者的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比,
所以υ(NO2):υ(N2O4)=k2[p(NO2)]2:k1p(N2O4)=2:1,
化學(xué)平衡常數(shù)Kp=[p(NO2)]2÷p(N2O4),
則K1= K2 . Kp ,
滿足平衡條件υ(NO2)=2υ(N2O4)即為平衡點,BD點的壓強之比等于其反應(yīng)速率之比為1:2,所以BD為平衡點,
所以答案是: K2 . Kp;B點與D點,滿足平衡條件υ(NO2)=2υ(N2O4).
【考點精析】認(rèn)真審題,首先需要了解反應(yīng)熱和焓變(在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量,通常叫反應(yīng)熱),還要掌握化學(xué)平衡的計算(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%)的相關(guān)知識才是答題的關(guān)鍵.

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:

【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖所示.則下列推斷錯誤的是( )

A.放電時負(fù)極有CO2生成
B.正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e═2CO32
C.反應(yīng)CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移6mol 電子
D.該電池可在常溫或高溫時進行工作,對環(huán)境具有較強的適應(yīng)性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國科學(xué)家屠呦呦因青蒿素的研究榮獲了2015年諾貝爾獎.由青蒿素合成系列衍生物(它們的名稱和代號如圖所示)的路線如下:
己知氫化青蒿素的分子式為C15H22O4 . 回答下列問題:
(1)青蒿素的分子式為
(2)反應(yīng)①中,NaBH4的作用是
A.氧化劑
B.還原劑
C.催化劑
D.溶劑
(3)有機物D的結(jié)構(gòu)簡式為
(4)青蒿琥酯能夠發(fā)生的反應(yīng)類型有
A.酯化化反應(yīng)
B.水解反應(yīng)
C.還原反應(yīng)
D.加聚反應(yīng)
(5)參照H2Q的表示方式,寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式
(6)從雙氫青蒿素(H2Q)出發(fā),可通過多步反應(yīng)合成出有機物E.合成過程中,有機原料除H2Q、 外,還需含苯環(huán)的二羥基化合物P,其結(jié)構(gòu)簡式為 .化合物S是P的同分異構(gòu)體,其分子結(jié)構(gòu)含有苯環(huán),有4種不同類型的氫,且個數(shù)比為3:2:2:1,寫出S的一種結(jié)構(gòu)簡式

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【題目】下列說法不正確的是( )

A. 原電池負(fù)極被氧化B. 任何化學(xué)反應(yīng)都能設(shè)計成原電池

C. 在原電池內(nèi)部陽離子向正極區(qū)域移動D. 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

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【題目】已知某“84消毒液”瓶體部分標(biāo)簽如圖所示,該“84消毒液”通常稀釋100倍(體積之比)后使用.

請回答下列問題:
(1)該“84消毒液”的物質(zhì)的量濃度為molL﹣1
(2)某同學(xué)取100mL該“84消毒液”,稀釋后用于消毒,稀釋后的溶液中c(Na+)=molL﹣1
(3)“84消毒液”可用氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制得,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(4)該同學(xué)參閱該“84消毒液”的配方,欲用NaClO固體配制480mL含NaClO質(zhì)量分?jǐn)?shù)37.25%的消毒液.
需要稱量NaClO固體的質(zhì)量為g.
(5)在溶液配制過程中,下列操作使溶液濃度偏小的是(填選項字母).
A.定容時仰視容量瓶刻度線
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸餾水
C.容量瓶在使用前剛剛配制完一定物質(zhì)的量濃度的“84消毒液”而未洗凈
D.定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于容量瓶的刻度線,再用膠頭滴管加水至刻度線.

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【題目】①1mol丙酮酸( )在鎳的催化下與1mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)轉(zhuǎn)變成乳酸,則乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為。
②在酸性條件下,與乳酸具有相同官能團的乳酸的同分異構(gòu)體A發(fā)生消去反應(yīng)生成B,則由A生成B的化學(xué)方程式為。
③B與甲醇生成的酯可以聚合,則該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為

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【題目】A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),且均含有同一種元素,它們之間有如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中A是單質(zhì).
(1)若A是一種淡黃色固體,B是氣態(tài)氫化物,C、D為氣態(tài)氧化物,C是形成酸雨的主要物質(zhì).請寫出C與B 反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(2)若B是氣態(tài)氫化物,C、D為氣態(tài)氧化物,且C、D是形成光化學(xué)煙霧的一個重要原因.請寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:
(3)若B、D既能溶于強酸溶液,又能溶于強堿溶液,反應(yīng)②③均需要強堿性溶液,反應(yīng)④可以通過滴加少 量稀鹽酸實現(xiàn).請寫出反應(yīng)②的離子方程式:
(4)若C是一種淡黃色固體,常用于呼吸面具中的供氧劑,D是一種強堿.則C作供氧劑時氧化產(chǎn)物和還原 產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為

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【題目】以下是幾種塑料的結(jié)構(gòu)簡式:

(1)A、B、C塑料有良好的生物適應(yīng)性,能自然腐爛分解。它們在自然界可通過(填反應(yīng)類型)反應(yīng)進行降解。
(2)A的單體分子跟C的單體分子之間在一定條件下可生成環(huán)狀酯,該環(huán)狀酯可能是下列中的。


(3)B的單體在濃硫酸作用下,發(fā)生消去反應(yīng)生成了不飽和酸,此不飽和酸屬于鏈狀酸的同分異構(gòu)體還有種。
(4)寫出制取D的化學(xué)方程式:。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)屬于分子晶體的化合物是

A. 石英B. 硫磺C. 干冰D. 食鹽

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