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(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼...

(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。

用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。

已知: N2(g)+2O2(g)===N2O4(g)    ΔH=+10.7 kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)    ΔH=-543  kJ·mol-1

写出气态肼和N2O4反应生成氮气和气态水的热化学方程式:________________________。

已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施): ____________________。

(2)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   H=bkJ•mol﹣1,其化学平衡常数K值和温度的关系如下:

温度/

200

300

400

K

1.0

0.86

0.5

写出该反应的化学平衡常数的表达式:          ,b        0(填“大于”、“小于”或“等于”)

400时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v(N2)        v(N2)(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航空航天。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e===2O2-)。

c电极的名称为________,d电极上的电极反应式为______________________。

如图2所示为用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为___________________。若a电极产生56 mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=__________(不考虑溶液体积变化)

 

(1)①2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 096.7 kJ·mol-1 (2分) ②高压、低温(或加压、降温) (2分) (2)①K= (2分) 小于(1分) ②小于(1分) (3)①正极(1分)CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O(2分) ②4OH--4e-===2H2O+O2↑(2分) 1(2分) 【解析】 试题分析:(1)①a、N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H=10.7kJ•mol-1;b、N2H4(g)+O2 (g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-543kJ•mol-1 依据盖斯定律b×2-a得到 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1096.7KJ/mol; ②四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮,由二氧化氮制取四氧化二氮,2NO2=N2O4,反应是放热反应,反应前后气体体积减小所以反应条件为:增大压强、降温都有利于反应正向进行; (2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=bkJ•mol-1,平衡常数K=,由表中数据可知:平衡常数随温度升高而减小,说明升高温度,平衡逆向进行,逆向是吸热反应,故正反应为放热反应,故b小于0; ②400°C N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的K=0.5,400℃时,测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,浓度分别为3/0.5=6mol/L,2/0.5=4mol/L,1/0.5=2mol/L,Qc==1.1>K,说明平衡逆向进行,v正(N2)<v逆(N2); (3)①图1是原电池,依据电流流向是从正极流向负极,c电极为正极,氧气得到电子发生还原反应,d电极为电池负极甲烷是电子发生还原反应,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子,结合电子守恒写出电极反应为:CH4+4O2-=CO2+2H2O+8e-; ②如图2所示电解100mL0.5mol•L-1CuSO4溶液,发生的电解池反应为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,与电源正极相连的为阳极,溶液中 氢氧根离子是电子发生氧化反应,电极反应为:4OH-=2H2O+O2↑+4e-;若a电极产生56mL(标准状况)气体为氧气,物质的量为0.0025mol,消耗氢氧根离子物质的量为0.01mol,溶液中生成氢离子物质的量为0.01mol,c(H+)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L,PH=-lg0.1=1。 考点:考查电极反应式的书写、平衡常数的计算和化学平衡移动原理、盖斯定律的应用。  
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锶(Sr)为第五周期A族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2·6H2O)是实验室重要的分析试剂,工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生产流程如下:

已知:经盐酸浸取后,溶液中除含有Sr2+和Cl外,还含有少量Ba2+杂质;

SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10

SrCl2·6H2O的摩尔质量为267 g/mol。

(1) 工业上天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是______________。

(2) 工业上天青石隔绝空气高温焙烧,若0.5 mol SrSO4中只有S被还原,转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式:_________________________。

(3)加入硫酸的目的是____________________________。为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于___________mol/L(注:此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5 mol/L)。

(4)产品纯度检测:称取1.000 g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO3 1.100×10-2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl外,不含其他与Ag反应的离子),待Cl完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.200 0 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag以AgSCN白色沉淀的形式析出。

滴定反应达到终点的现象是_______________________。

若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL,则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为______________(保留4位有效数字)。

(5)工业上常用电解熔融SrCl2制锶单质。由SrCl2·6H2O制取无水氯化锶的方法是           

 

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某学习小组为研究碳素钢的性质,用铁钉(碳素钢)进行了以下探究活动:

[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是______________________。

(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。

甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用_______(选填序号)。

A.KSCN溶液和氯水      B.铁粉和KSCN溶液

C.浓氨水             D.酸性KMnO4溶液

乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。

[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1 和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893 g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。

(3)装置B中试剂的作用是______________________。

(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的                     (用化学方程式表示)。

(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水,为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于________(填序号)。

A.A之前    B.A—B间         C.B—C间         D.C—D间

(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是______________。

 

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XYZRW是原子序数依次增大的五种短周期元素。YR同主族,可组成共价化合物RY2YZ最外层电子数之和与W的最外层电子数相同。25℃时,0.1 mol/LXW形成的化合物的水溶液pH1。下列说法正确的是

A. ZYZW形成的化合物的化学键完全相同

B. YZW三种元素组成的化合物的水溶液可能显碱性

C. 简单离子的半径:Z>R>W>Y

D. 因非金属性Y>R,所以XY组成的化合物的沸点低于XR组成的化合物

 

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亚氯酸钠是一种高效氧化剂、漂白剂,主要用于棉纺、亚麻、纸浆等漂白,亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体。经测定,25 时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl)  没有画出。则下列分析不正确的是

A.亚氯酸钠在酸性条件下较稳定

B.25 时,HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-6

C.使用该漂白剂的最佳pH范围为4--5

D.25 时,同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合(忽略ClO2和Cl),则混合溶液中有c(HClO2)+2c(H)=c(ClO)+2c(OH)

 

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空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是

A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1.12 L O2(标准状况下)

B.b极上发生的电极反应是:4H2O+4e- =2H2↑+4OH-

C.c极上进行还原反应,B中的H+可以通过隔膜进入A

D.d极上发生的电极反应是:O2+4H++4e- =2H2O

 

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