【題目】氮的化合物應(yīng)用廣泛,但氮氧化物也是主要的空氣污染物之一,要對其進行處理和再利用。
I.脫硝法:
(1)已知H2的燃燒熱△H= -285.8kJ/mol,N2(g) +O2(g)=2NO(g) △H= + 180kJ/mol。一定條件下,H2還原NO生成液態(tài)水和一種無毒物質(zhì)的熱化學方程式為_______________________。
II.化合法:
工業(yè)上用NO和Cl2化合制備重要的合成用試劑NOCl( 亞硝酰氯)氣體。
(2)NOCl中N 元素的化合價為__________,NOCl的電子式為_____________________。
(3)向1L恒容密團容器中通入2molNO(g)和1molCl2(g)發(fā)生反應(yīng):2NO(g) + Cl2(g)2NOCl(g) △H,在不同溫度下測得c(NOCl)與時間t的關(guān)系如圖所示。
①該反應(yīng)的△H_____0(填“>"或“<”或“=”),理由是_____________________。
②溫度T1時,Cl2(g)在0~20min的平均反應(yīng)速率為__________mol/(L·min)。
③溫度T2時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______(結(jié)果保留小數(shù)點后2位)。若反應(yīng)在T2達到平衡后,再向容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g),當再達平衡時,c(NOCl)=______(填“>”或“<”或“一”)1mol/L。
III.電化學法:
用下圖所示裝置可以模擬消除NO2獲得銨態(tài)氮肥的過程。
(4)該裝置陽極電極反應(yīng)式為____________________________。
(5)電解后,向所得溶液中通入適量NH3可增加銨態(tài)氮肥的產(chǎn)量,理由是____________________。
【答案】 2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(1)△H=-751.6kJ/mol +3 < 溫度T2高于T1,升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 0.02 0.15或0.15(mol/L)-1 > H2O +NO2-e-=NO3-+2H+ 電解反應(yīng)生成HNO3,通入NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3
【解析】試題分析:本題討論的是氮氧化物處理和再利用。主要考查熱化學方程式書寫、蓋斯定律、化合價、電子式、等效平衡及化學平衡的移動、化學反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算、電極方程式等基礎(chǔ)知識,考查考生圖像的閱讀和分析能力、電解裝置圖的分析理解能力和化學平衡的分析與計算能力。
解析:(1)由H2的燃燒熱可得熱化學方程式H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol,該式乘以2再與另一式相減即可得出結(jié)果。正確答案:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(1)△H=-751.6kJ/mol。(2)NOCl中O為-2價,Cl為-1價,所以N為+3價,則N元素與O、Cl共形成三對共用電子對,其中與Cl形成一對共用電子對,與O形成兩對共用電子對,所以電子式為:。正確答案:+3、。(3)從圖可以看出,T2溫度時,其他條件相同時反應(yīng)先建立平衡,所以溫度T2更高,而此時平衡體系中NOCl濃度較小,說明溫度升高平衡逆向移動,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,20min內(nèi),v(NOCl)= ,則v(Cl2)= v(NOCl) ÷2=0.02mol/(min·L)。T2反應(yīng)達到平衡時,c(NOCl)=0.5mol/L,則參加反應(yīng)的NO、Cl2分別為0.5mol/L、0.25mol/L,平衡體系中NO、Cl2分別為1.5mol/L、0.75mol/L,。再向容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)時,相當于原T2的平衡體系的兩個疊加,由于容器體積不變,新平衡體系中的NOCl再增加一倍后,由于加壓平衡正向移動而增加,因此新平衡體系中c(NOCl)>1mol/L。正確答案: <、 溫度T2高于T1,升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)、0.02、 0.15。(4)電解裝置陽極NO2失去電子生成NO3-,電極反應(yīng)為NO2-e-→NO3- ,電解質(zhì)溶液為NH4NO3溶液,所以配平后為H2O +NO2-e-=NO3-+2H+ 。陰極反應(yīng)為NO2+e-→NH4+,配平后得6H2O+NO2+7e- =NH4++8OH-,總反應(yīng)為5H2O+8NO2 NH4NO3+6HNO3,因此電解后的反應(yīng)液通入NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3。正確答案:
H2O +NO2-e-=NO3-+2H+、電解反應(yīng)生成HNO3,通入NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】利用化學反應(yīng)原理研究碳、硫及其化合物的性質(zhì)具有重要意義。
(1)工業(yè)上用炭還原輝銅礦(主要成分是Cu2S),可制取金屬銅。
己知反應(yīng)的熱化學方程式如下:
C(s)+S2(g)=CS2(g) △H1=150kJ/mol
Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g) △H2=59.5kJ/mol
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) △H3=170kJ/mol
通過計算,可知用炭還原Cu2S制取金屬銅和CS2(g)的熱化學方程式為_________。
(2)為研究反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)+S2(g)對上述工業(yè)過程的影響,興趣小組進行如下探究:
①向三個體積均為1L的恒容密閉容器中分別加入1molH2S,進行H2S分解實驗。不同溫度下測得H2S的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系如下圖所示:
T1溫度下,0~5minS2(g)的平均反應(yīng)速率v(S2)= _____mol.L-1.min-1,反應(yīng)平衡常數(shù)K=_____mol.L-1。溫度T1、T2、T3由高到低的順序是________。
②T4溫度時,向1L的恒容密閉容器中加入1.8molH2(g)、1.2molS2(g),達到平衡后測得S2(g)和H2S(g)的濃度相等,則T4______T1(填“<”、“=”或“>”)。
(3)T℃時,向某濃度的草酸溶液中逐滴加入一定濃度的NaOH溶液,所得溶液中三種微粒H2C2O4、HC2O4-、C2O42-的物質(zhì)的量分數(shù)(δ)與pH的關(guān)系如下圖所示:
①草酸的電離常數(shù)分別為K1與K2,則=______。
②按投料比n(Na2C2O4):n(NaHC2O4)=2:1配成溶液,下列有關(guān)該溶液的敘述正確的是____(填序號)。
A. 該溶液的pH為4.2
B. 3c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)
C. 3c(Na+)=5[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
D. 3c(OH-)+c(C2O42-)=3c(H+)+2c(HC2O4-)+5c(H2C2O4)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知幾種難溶電解質(zhì)的溶度積如下表所示:
幾種難溶電解質(zhì)的Ksp(25℃) | |
沉淀溶解平衡 | Ksp |
AgBr(s) Ag+(aq)+Br-(aq) | 5,0×10-13 mol2·L-2 |
AgI(s) Ag+(aq)+I-(aq) | 8.3×10-17 mol2·L-2 |
FeS(s) Fe2+(aq)+S2-(aq) | 6.3×10-18 mol2·L-2 |
ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) | 1.6×10-24 mol2·L-2 |
CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) | 1.3×10-36 mol2·L-2 |
(1)AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS的溶解能力由大到小的順為:____________________。
(2)向飽和的AgI溶液中加入固體硝酸銀,則c( I- )________(填“增大”、“減小”或“不變”),若改加AgBr固體,則c(Ag+)__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)在25℃時,向100mL濃度均為0.1 mol·L-1 FeCl2、ZnCl2、CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,生成的沉淀的先后順序是_____________________(用沉淀物的化學式表示)。
(4)在25℃時,把ZnS加入蒸餾水中,一定時間后達到如下平衡: ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),下列措施可使ZnS減少的是 _______。
A.加入少量CuS固體 B.加入少量FeS固體
C.加入少量FeCl2固體 D.加入少量CuCl2固體
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】 下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是 ( )
A.合成氨工業(yè)上增大壓強以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
B.黃綠色的氯水光照后顏色變淺
C.由H2、I2蒸氣、HI組成的平衡體系加壓后顏色變深
D.在含有Fe(SCN)2+的紅色溶液中加鐵粉,振蕩靜置,溶液顏色變淺或褪去
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】甲胺(CH3NH2)是一種應(yīng)用廣泛的一元弱堿。常溫下,向200mL0.10mol/L的甲胺溶液中滴加V mL.0.10mol/L的稀鹽酸,混合溶液的pH與相關(guān)微粒濃度的關(guān)系如圖所示。下列說法中錯誤的是
A. b點對應(yīng)加入鹽酸的體積V< 20.00mL
B. 甲胺在水中的電離方程式為:CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-
C. 常溫下,甲胺的電離常數(shù)為Kb,則pKb=-1gKb=4.3
D. c點可能存在關(guān)系: 2c(H+)+ c(CH3NH3+)=c(CH3NH2) +2c(OH- )+ c(Cl-)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)下列儀器使用前必須檢查是否漏水的有_________(填序號)。
A.容量瓶 B.蒸餾燒瓶 C.分液漏斗 D.量筒 E.蒸發(fā)皿
(2)實驗室用Na2CO3·10H2O晶體配制0.5mol/L的Na2CO3溶液970mL,應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格___________,稱取Na2CO3·10H2O的質(zhì)量是_______________。
(3)某學生欲用12mol·L-1濃鹽酸和蒸餾水配制480mL物質(zhì)的量濃度為0.3 mol·L-1的稀鹽酸。
①該學生需要量取________mL上述濃鹽酸進行配制。
②配制過程中正確的操作順序是(字母表示,每個字母只能用一次)_____;
A. 用少量水洗滌燒杯2~3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩
B.用量筒準確量取所需濃鹽酸,沿玻璃棒倒入燒杯中,再加入少量水,用玻璃棒慢慢攪動,使其混合均勻
C.將已冷卻的鹽酸沿玻璃棒注入500mL容量瓶中
D. 將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻
E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度相切
F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度1~2cm處
③下列實驗操作對所配制的稀鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響?(在括號內(nèi)填 “偏大”、 “偏小”、 “無影響”)。
a.用量筒量取濃鹽酸時俯視觀察凹液面_____。
b.定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面下降,再加適量的蒸餾水_____。
c.稀釋濃鹽酸時,未冷卻到室溫即轉(zhuǎn)移到容量瓶中_____。
d.將量取濃鹽酸的量筒進行洗滌,并將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中_____。
e.容量瓶洗滌干凈后未干燥_____。
(4)下圖是某同學在實驗室配制該NaCl溶液的過程示意圖,其中有錯誤的是______(填操作序號)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】根據(jù)主族元素在周期表中所處的位置無法確定的是( )
A.相對原子質(zhì)量B.電子層數(shù)C.最外層電子數(shù)D.核電荷數(shù)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】主鏈為4個碳原子的單烯烴共有4種同分異構(gòu)體,則與這種單烯烴具有相同的碳原子數(shù)、主鏈也為4個碳原子的某烷烴有( )。
A. 2種 B. 3種 C. 4種 D. 5種
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