【題目】含氮化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要應(yīng)用。
(1)氮和肼(N2H4)是兩種最常見(jiàn)的氮?dú)浠铩?/span>
已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8 kJ·mol-1,化學(xué)平衡常數(shù)為K1。N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1,化學(xué)平衡常數(shù)為K2。則用NH3和O2制取N2H4的熱化學(xué)方程式為__________________,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(用K1、K2表示)。
(2)對(duì)于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定溫度下,于1 L的恒容密閉容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO,反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行。
①下列能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______(填字母代號(hào))。
A.c(CO)=c(CO2)
B.容器中混合氣體的密度不變
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
②圖1為容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p)與起始?jí)簭?qiáng)(p0)的比值隨時(shí)間(t)的變化曲線。0~5min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(N2)=________,平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)使用間接電化學(xué)法可處理燃燒煙氣中的NO,裝置如圖所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間,寫出陰極的電極反應(yīng)式:____________________。用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理____________________________________________。
【答案】 4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=+526.2 kJ·mol-1 K1/K22 D 0.006 mol·L-1·min-1 80% 2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-
【解析】(1)①4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化學(xué)平衡常數(shù)為K1。②N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化學(xué)平衡常數(shù)為K2。根據(jù)蓋斯定律,將①-②×2得:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)×2=+526.2kJ/mol,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=,故答案為:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+526.2kJ/mol; ;
(2)對(duì)于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定溫度下,于1L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行。
①A.c(CO)=c(CO2),不表示濃度變化,不能判斷是否為平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)中氣體的質(zhì)量不變,體積不變,容器中混合氣體的密度始終不變,不能判斷是否為平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;C.v(N2)正=2v(NO)逆表示,應(yīng)該是2v(N2)正=v(NO)逆,才表示正逆反應(yīng)速率相等,故C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)表示氣體的物質(zhì)的量不變, 說(shuō)明是平衡狀態(tài),故D正確;故選D;
②根據(jù)容器內(nèi)的壓強(qiáng)(P)與起始?jí)簭?qiáng)(P0)的比值(P/P0)隨時(shí)間(t)的變化曲線,0~5min內(nèi),=0.925,根據(jù)阿伏伽德羅定律及其推論, =0.925,平衡時(shí) =0.90,
2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始(mol) 0.1 0.3 0 0
反應(yīng) 2x 2x x 2x
5min及平衡 0.1-2x 0.3-2x x 2x
5min時(shí),=0.925,解得x=0.03mol,v(N2)= = 0.006mol·L-1·min-1;平衡時(shí),=0.90,解得x=0.04mol,NO的轉(zhuǎn)化率=×100%=80%,故答案為:0.006 mol·L-1·min-1;80%;
(3)陰極發(fā)生還原反應(yīng),是亞硫酸氫根離子,得電子,生成硫代硫酸根離子,電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氮?dú),離子反應(yīng)方程式為:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-;故答案為:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
【題型】填空題
【結(jié)束】
10
【題目】鋰離子電池是目前具有最高比能量的二次電池。LiFePO4可極大地改善電池體系的安全性能,且具有資源豐富、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等特點(diǎn),是鋰離子電池正極材料的理想選擇。生產(chǎn)LiFePO4的一種工藝流程如圖:
已知:Ksp(FePO4·xH2O)=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)在合成磷酸鐵時(shí),步驟Ⅰ中pH的控制是關(guān)鍵。如果pH<1.9,F(xiàn)e3+沉淀不完全,影響產(chǎn)量;如果pH>3.0,則可能存在的問(wèn)題是________________。
(2)步驟Ⅱ中,洗滌是為了除去FePO4·xH2O表面附著的________等離子。
(3)取3組FePO4·xH2O樣品,經(jīng)過(guò)高溫充分煅燒測(cè)其結(jié)晶水含量,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 1 | 2 | 3 |
固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù) | 19.9% | 20.1% | 20.0% |
固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%,則x=_______(精確至0.1)。
(4)步驟Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。
(5)在步驟Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。
(6)H3PO4是三元酸,如圖是常溫下溶液中含磷微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)隨pH變化示意圖。則PO第一步水解的水解常數(shù)K1的表達(dá)式為______,K1的數(shù)值最接近______(填字母)。
A.10-12.4 B.10-1.6 C.10-7.2 D.10-4.2
【答案】 生成Fe(OH)3雜質(zhì),影響磷酸鐵的純度 NO、NH、H+(只要寫出NO、NH即可) 2.1 使反應(yīng)物混合均勻,增大反應(yīng)速率,提高反應(yīng)產(chǎn)率(答案合理即可) 24∶1 B
【解析】磷酸和硝酸鐵溶液中加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH值2-3目的是生成磷酸鐵,過(guò)濾、洗滌、干燥得到FePO4·xH2O,加入葡萄糖和磷酸鋰研磨、干燥在有氬氣的裝置中高溫煅燒得到LiFePO4,(1)步驟I中pH的控制是關(guān)鍵.如果pH<1.9,F(xiàn)e3+沉淀不完全,影響產(chǎn)量;如果pH>3.0,則可能存在的問(wèn)題是:生成Fe(OH)3雜質(zhì),影響磷酸鐵的純度;(2)步驟II中,洗滌是為了除去FePO4·xH2O表面附著的NO3-、NH4+、H+;(3)圖表中固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值=(19.9%+20.1%+20.0%)/3=20.0%, ,x=2.1,;(4)步驟III中研磨的作用使反應(yīng)物混合均勻,增大反應(yīng)速率,提高反應(yīng)產(chǎn)率(答案合理即可) ;(5)在步驟IV中生成了LiFePO4、CO2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:24FePO4+C6H12O6+12Li2CO3=24LiFePO4+18CO2+6H2O,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為24:1;(6)H3PO4是三元酸,則PO42-第一步水解的離子方程式為:PO43-+H2O HPO42-+OH-,水解常數(shù)K1的表達(dá)式=c(OH-)c(HPO42-)/c(PO43-),圖象中可知c(PO43-)=c(HPO42-)時(shí),pH=12.4,則c(OH-)=10-14/10-12.4=10-1.6mol·L-1,故選B。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室用密度為1.25 gmL﹣1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制240 mL 0.1 molL﹣1的鹽酸,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為________________________。
(2)配制240 mL 0.1 molL﹣1的鹽酸
應(yīng)量取濃鹽酸體積/mL | 應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格/mL |
__________ | __________ |
(3)配制時(shí),其正確的操作順序是(用字母表示,每個(gè)字母只能用一次)__________。
A.用30 mL水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒23次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩
B.用量筒淮確量取所需的濃鹽酸的體積,倒入燒杯中,再加入少量水(約30 mL),用玻璃棒慢慢攪動(dòng),使其混合均勻
C.將已冷卻的鹽酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻
E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度線相切
F.繼續(xù)往容量瓶?jī)?nèi)小心加水,直到液面接近刻度線12 cm處
(4)若實(shí)驗(yàn)中遇到下列情況,對(duì)配制鹽酸的物質(zhì)的量濃度有何影響(填“偏高”“偏低”或“不變”)
①用于稀釋鹽酸的燒杯未洗滌__________________________________________;
②容量瓶中原有少量蒸餾水____________________________________________;
③定容時(shí)俯視觀察液面________________________________________________。
(5)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)如下情況如何處理?
①定容時(shí)加蒸餾水時(shí)超過(guò)了刻度________________________________________;
②向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)不慎有溶液濺出________________________________;
③定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面下降____________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)中導(dǎo)電性最差的是( )
A.0.6 mol·L1的硫酸
B.0.1 mol·L1的鹽酸
C.熔融的NaCl
D.硝酸鉀晶體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】298K時(shí),在容積不變的密閉容器中注滿NO2氣體,2NO2(g)N2O4(g)△H<0.平衡后把該容器置于沸水中,下列性質(zhì)或數(shù)值不會(huì)改變的是( )
①顏色 ②平均摩爾質(zhì)量 ③質(zhì)量 ④壓強(qiáng) ⑤密度.
A.①② B.②③ C.④⑤ D.③⑤
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將潮濕的Cl2通過(guò)甲裝置后,再通過(guò)放有干燥紅色布條的 乙裝置,紅色布條不褪色,則甲裝置中所盛試劑可能是
①濃硫酸 ②飽和食鹽水 ③水 ④NaOH溶液
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②③④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Fe(OH)3膠體和MgCl2溶液共同具備的性質(zhì)是( 。
A.兩者均有丁達(dá)爾現(xiàn)象
B.兩者均能透過(guò)半透膜
C.加入鹽酸先沉淀,隨后溶解
D.分散質(zhì)微?赏ㄟ^(guò)濾紙
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用0.100molL-1的鹽酸滴定10ml0.100molL-1的Na2CO3溶液.溶液pH值與加入鹽酸的體積的關(guān)系如圖所示,已知室溫時(shí)飽和CO2的pH為3.9,0.05molL-1NaHCO3的pH約為8.3,下列說(shuō)法不正確的是
A. 以酚酞為指示劑,溶液顏色發(fā)生突變時(shí)(b點(diǎn)),Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3
B. 以甲基橙為指示劑,溶液顏色發(fā)生突變時(shí),共消耗鹽酸20.00ml
C. 溶液pH=7(c點(diǎn)),碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為NaCl
D. ce段對(duì)應(yīng)溶液中CO2與NaHCO3共存
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室常用鋅粒與鹽酸反應(yīng)制取H2,下列措施不能提高該反應(yīng)反應(yīng)速率的是
A.用水將鹽酸稀釋B.用鋅粉代替鋅粒
C.適當(dāng)提高鹽酸濃度D.向反應(yīng)液中滴入少量CuCl2溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】當(dāng)前糧食價(jià)格的不斷上漲與前幾年許多國(guó)家大力推廣糧食生產(chǎn)車用乙醇汽油存在一定的聯(lián)系,車用乙醇汽油是由乙醇與汽油按一定比例混合而成的。下列說(shuō)法中不正確的是
A.汽油是以石油為原料加工而成的
B.乙醇可以由糧食中的淀粉轉(zhuǎn)化而成
C.推廣車用乙醇汽油可節(jié)省石油資源,減輕大氣污染,改善大氣環(huán)境
D.乙醇是一種不可再生能源
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