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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...

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)(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)773 K时,分别将2.00 mol N26.00 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)。

av(N2)=3v(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 N212. 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)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

φNO2

1.0

0.75

0.52

0.40

0.40

 

①计算020min时,v(N2O4)=____

②已知该反应,其中k1k2为速率常数,则373K时,=_____;改变温度至T1时,k1=k2,则T1___ 373 K(填“>”“<”“=”)。

 

2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1225 kJ·mol-1 2NO2 + 2OH- = NO2-+ NO3 -+H2O bc B 2×10−3mol/(L·min) 60 > 【解析】 (1)根据题干信息计算反应热并书写热化学方程式;(2)根据氧化还原反应原理及题干信息书写反应方程式;(3)根据平衡状态的特点判断是否达到平衡状态,并用平衡移动原理及等效平衡思想分析解答;(4)由速率之比等于化学计量数之比计算反应速率,根据平衡常数的表达式及平衡移动原理分析解答。 (1)3.2g液态肼完全反应放出热量为61. 25 kJ,则2mol液态肼完全反应时放出的热量为:,则该反应的热化学方程式为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1225 kJ·mol-1,故答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1225 kJ·mol-1; (2)题干信息产物有NaNO2,根据氧化还原反应原理,N元素化合价既降低又升高,发生的是歧化反应,所以还有产物NaNO3,根据原子守恒判断产物中还有水,则反应方程式为:2NO2 + 2OH- = NO2-+ NO3 -+H2O,故答案为:2NO2 + 2OH- = NO2-+ NO3 -+H2O; (3)①反应为:N2+3H22NH3 a.v正(N2) =1/3v正(H2)=3v逆(H2),正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故错误; b.反应为气体体积减小的反应,体系压强不变,说明反应物和生成的浓度保持不变,反应达到平衡状态,故正确; c.气体平均相对分子质量数值上等于气体总质量比上总物质的量,根据质量守恒反应前后气体总质量不变,平均相对分子质量不变,说明总物质的量不变,说明达到平衡状态,故正确; d.气体总质量不变,体积不变,所以气体密度始终不变,不能说明达到平衡状态,故错误,故答案为:bc; ②起始充入4. 00 mol N2和12. 00 mol H2,相当于将充入2.00 mol N2和6.00 mol H2的两个容器“压缩”为一个容器,假设平衡不移动,根据图示分析知平衡时c(H2)=6mol/L,而“压缩”后平衡正向移动,则平衡时3mol/L <c(H2)<6mol/L,且达到平衡的时间缩短,故对应点为B,故答案为:B; (4)①设20min时,反应掉的NO2为2x,则: 20min时,NO2的体积分数为0.75,所以,解得x=0.08,所以反应20min时,消耗NO2的物质的量为0.08×2mol=0.16mol,0∼20min内,NO2的消耗速率为,根据化学计量比等于反应速率之比,则v(N2O4)=1/2v(NO2)=2×10−3mol/(L·min),故答案为:2×10−3mol/(L·min); ②反应达到平衡时有v正=v逆,即v(NO2)=2v(N2O4),达到平衡时,NO2的体积分数为0.40,即,解得x=0.15,所以化学平衡常数为,则有,所以; 改变温度至T1时k1=k2,由于k1=2K·k2,则K=,平衡常数减小,考虑到反应为放热反应,温度升高,不利于反应正向进行,所以温度应为升高,即T1>373K,故答案为:60;>。  
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考点分析:
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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)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,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,此时________”“。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相等、相等;已知

随时间变化关系的曲线是________随时间变化关系的曲线是________

 

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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 T2T3的恒容密闭容器III III中,分别充入1 mol N23 molH2发生反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ∆H1=-93 kJ·mol—1,当反应均进行到2minH2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.(“I”“II”“III”)

②02 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IIv______ v (“<” “>”“=”)

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 NH3的利用率比425°CNH3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

 

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某实验小组欲探究Na2CO3NaHCO3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AB进行鉴别,再通过实验进行性质探究。

(1)分别加热固体AB,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_______________________________

 

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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NH3CO2,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;c6 mol/L盐酸;d.氯化铵;e.氢氧化钙

1A中制备气体时,所需药品是(选填字母序号)______________

2B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______________________________________

2B操作方法是_______________________________________________

3)样品中氯化铵的质量分数为___________________________________

 

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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____________

 

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