氮的化合物是重要的工业原料,也是主要的大气污染来源,研究氮的化合物的反应具有重要意义。回答下列问题:
(1)肼(N2H4)与四氧化二氮分别是火箭发射器中最常用的燃料与氧化剂。已知3.2g液态肼与足量液态四氧化二氮完全反应,生成氮气和液态水放出热量61. 25 kJ,则该反应的热化学方程式为____。
(2)尾气中的NO2可以用烧碱溶液吸收的方法来处理,其中能生成NaNO2等物质,该反应的离子方程式为____。
(3)在773 K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____(选填字母)。
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在此温度下,若起始充入4. 00 mol N2和12. 00 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)~t的曲线上相应的点为 ___(选填字母)。
(4)在373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:
测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①计算0~20min时,v(N2O4)=____。
②已知该反应,其中k1、k2为速率常数,则373K时,=_____;改变温度至T1时,k1=k2,则T1___ 373 K(填“>”“<”或“=”)。
贮氢合金可催化由CO、合成等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:
①
②
③
④
(1)温度为TK时,催化由CO、合成反应的热化学方程式为________。
(2)已知温度为TK时的活化能为,则其逆反应的活化能为________。
(3)时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应②已排除其他反应干扰,测得物质的量分数随时间变化如下表所示:
时间 | 0 | 2 | 5 | 6 | 9 | 10 |
若初始投入CO为,恒压容器容积,用表示该反应分钟内的速率________。6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为________。
(4)下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为,达到平衡转化率为,则反应的平衡常数________用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数,忽略其它反应。
(5)某温度下,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过后,反应达到平衡,此时转移电子。若保持体积不变,再充入和,此时________填“”“”或“”。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。
的质量不变 混合气体的平均相对分子质量不再改变
混合气体的密度不再发生改变
(6)已知、时水煤气变换中CO和分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的和相等、和相等;已知时的。
时随时间变化关系的曲线是________,时随时间变化关系的曲线是________。
氨在生产生活中应用广泛。
(1) NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,工业上可通过反应:NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g) + HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样), 则上述反应的∆H=__________kJ·mol—1
化学键 | N-H | Cl-Cl | N-Cl | H-Cl |
键能/(kJ/mol) | a | b | c | d |
(2)氨气是重要的化工产品。目前工业合成氨的原理是: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是__________。
a.气体压强不再变化时,表明该反应已达平衡状态
b.气体密度不再变化时,表明该反应已达平衡状态
c.平衡后,压缩容器,会生成更多NH3
d.平衡后,向装置中通入一定量Ar, 平衡不移动
(3)现向三个体积均为5L,温度分别恒定为T1、 T2、T3的恒容密闭容器I、II、 III中,分别充入1 mol N2和3 molH2发生反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H1=-93 kJ·mol—1,当反应均进行到2min时H2的体积分数如图所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①2min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是_____容器.(填“I”、“II”或“III”)。
②0~2 min内容器I中用NH3表示的化学反应速率v(NH3)=____。 (保留两位有效数字)
③2 min时容器II中v正______ v逆。 (填“<”、 “>”或“=”)
④当三个容器中的反应均达到平衡状态时,平衡常数最小的是容器______(填容器序号),它的数值为____(保留两位有效数字)。
(4)氨在高温下可将一些固体金属氧化物还原为固态或液态金属单质,本身被氧化为N2。在不同温度下,氨气还原四种金属氧化物达到平衡后,气体中与温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是______(填字母)。
A. NH3还原PbO2的反应△H>0
B.工业冶炼这四种金属时,NH3冶炼金属铬(Cr)的还原效率最低
C.实验室还原出金属铜(Cu)时,325°C 下NH3的利用率比425°C下NH3的利用率更大
D.通过延长反应管的长度来增加金属氧化物和NH3的接触面积,可以减少尾气中NH3的量
某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_____。
(2)称取两种固体各2g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论_________________。
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中,属于盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象的是______(填字母序号)。
a.溶液温度下降 b.溶液温度升高 c.滴入酚酞后呈浅红色 d.滴入酚酞后呈红色
(3)如图所示,在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。
①两试管中均产生气体,__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是__________。
a.装置Ⅰ的气球体积较大
b.装置Ⅱ的气球体积较大
c.生成气体的体积根据盐酸计算
d.生成气体的体积根据固体计算
(4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,设计如下方案并对反应现象作出预测:
实验方案 | 预测现象 | 预测依据 |
操作1:向2 mLNa2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液 | 有白色沉淀 | Na2CO3溶液中的CO32—浓度较大,能与CaCl2发生反应______________(写离子方程式) |
操作2:向2 mLNaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液 | 无白色沉淀 | NaHCO3溶液中的CO32—浓度很小,不能与CaCl2反应 |
实际实验后,发现操作2的现象与预测有差异:产生白色沉淀和气体。则该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为_______________________________。
纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙。某校学生实验小组设计下图所示装置,制取该产品。D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,图中夹持装置已略去。
Ⅰ.可选用的药品有:
a.石灰石;b.饱和氯化钙溶液;c.6 mol/L盐酸;d.氯化铵;e.氢氧化钙
(1)A中制备气体时,所需药品是(选填字母序号)______________;
(2)B中盛有饱和碳酸氢钠溶液,其作用是______________________________;
(3)写出制取氨气的化学方程式__________________________________;
(4)在实验过程中,向C中通入气体是有先后顺序的,应先通入气体的化学式______________;
(5)检验D出口处是否有氨气逸出的方法是__________________________;
(6)写出制纳米级碳酸钙的化学方程式______________________________。
(7)若实验过程中有氨气逸出,应选用下列_____________装置回收(填代号)。
Ⅱ.经分析在上述氯化铵样品中含有杂质碳酸氢钠。为了测定氯化铵的质量分数,该学生实验小组又设计了如下实验流程:
试回答:
(1)所加试剂A的化学式为______________________________________;
(2)B操作方法是_______________________________________________;
(3)样品中氯化铵的质量分数为___________________________________。
Na2O2是一种常见的过氧化物,具有强氧化性和漂白性。 通常可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
(1)某实验小组通过下列实验探究过氧化钠与水的反应:
①用化学方程式解释使酚酞试液变红的原因___________________,依据实验现象推测红色褪去的原因是________________。
②加入MnO2的作用为_______________________。
(2)某实验小组拟验证CO2与Na2O2反应的产物,现设计以下实验装置进行实验:
①写出装置A中反应的化学方程式____________________;
②拟用装置D收集气体产物,请在方框中将装置补充完整______。
③产物检验:检验气体产物的方法:___________________;
④有同学认为该实验装置存在明显缺陷,你认为该缺陷是什么____________。