【題目】(14分)碳、氮、硫是中學化學重要的非金屬元素,在工農業(yè)生產中有廣泛的應用。
(1)用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3)2N-NH2,氧化劑是液態(tài)四氧化二氮。二者在反應過程中放出大量能量,同時生成無毒、無污染的氣體。已知室溫下,1 g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,請寫出該反應的熱化學方程式________________________________________。
(2)298 K時,在2L的密閉容器中,發(fā)生可逆反應:
2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
N2O4的物質的量濃度隨時間變化如圖。達平衡時,N2O4的濃度為NO2的2倍,回答下列問題。
①298k時,該反應的平衡常數(shù)為________。
②在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是
a.A、C兩點的反應速率:A>C
b.B、C兩點的氣體的平均相對分子質量:B<C
c.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
d.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
③若反應在398K進行,某時刻測得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,則此時V(正) V(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛,F(xiàn)向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖所示。
試分析圖中a、b、c、d、e五個點,
①水的電離程度最大的是__________;
②其溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3·H2O的電離常數(shù)K數(shù)值的是 ;
③在c點,溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是_______。
【答案】(1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-2550 kJ·mol-1
(2)①6.67 或20/3 ②d ③<
(3)①b ②d ③c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)
【解析】試題分析:(1)1g燃料完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ,則1mol偏二甲肼完全燃燒釋放出的能量為42.5kJ×60=2550kJ,其熱化學方程式為:C2H8N2(l)+2N2O4(l)═2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)△H="-2550" kJ/mol;
故答案為:C2H8N2(l)+2N2O4(l)═2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)△H="-2550" kJ/mol;
(2)①有圖可知N2O4的平衡濃度為0.6mol/L,達到平衡時,N2O4的濃度為NO2的2倍,則NO2的平衡濃度為0.3mol/L,則K===6.67L/mol。
故答案為:6.67L/mol;
②a.壓強越大,反應速率越快,所以A、C兩點的反應速率:A<C,故a錯誤;b.混合氣體的平均相對分子質量=,BC兩點混合氣體的質量和物質的量都相等,所以混合氣體的平均相對分子質量B=C,故b錯誤;c.NO2的含量越高,混合氣體的顏色越深,C點壓強大于A點,加壓平衡向生成N2O4的方向移動,但NO2的濃度比原平衡大,所以混合氣體的顏色A點淺C點深,故c錯誤;d.可逆反應2NO2(g)N2O4(g)△H="-a" kJmol-1(a>0)放熱,溫度升高平衡逆向移動,二氧化氮含量增大,所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法,故d正確。
故答案為:d;
③反應為放熱反應,升高溫度,K值減小,密閉容器的體積為2L,因此的N2O4的濃度為0.6mol/L,N2O4的濃度為0.3mol/L,濃度商Q===6.67L/mol=K(298K)>K(398K),反應向逆反應方向移動,因此V(正)<V(逆)。
故答案為:<;
(3)①a、b、c、d、e五個點,根據(jù)反應量的關系,b點恰好消耗完H+,溶液中只有(NH4)2SO4與Na2SO4;c、d、e三點溶液均含有NH3H2O,(NH4)2SO4可以促進水的電離,而NH3H2O抑制水的電離,因此水的電離程度最大的是b點,溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3H2O的電離常數(shù)K數(shù)值。
故答案為:b;
②氨水為弱堿,溶液呈堿性,c點溶液呈中性,銨根離子濃度過大,e點溶液堿性過強,一水合氨濃度過大,相對而言d點溶液中銨根離子濃度與一水合氨濃度最接近,溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3H2O的電離常數(shù)K數(shù)值。
故答案為:d;
③c點溶液呈中性,即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3H2O三種成分,b點時c(Na+)=c(SO42-),c點時c(Na+)>c(SO42-),根據(jù)N元素與S元素的關系,可以得出c(SO42-)>c(NH4+),故c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)。
故答案為:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)。
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【題目】常溫常壓下向2L的恒溫密閉容器中投入2mol A和1mol B,發(fā)生可逆反應 3A(g)+2B(s)2C(g)+D(g)△H=﹣a kJ/mol.5min后達平衡,測得容器中n(C)=0.8mol.則下列說法正確的是( )
A.3v(A)=2v(C)=0.16 mol/(Lmin)
B.該可逆反應達平衡后,放出0.8a kJ的熱能(假設化學能全轉化為熱能)
C.升高溫度,該平衡正向速率減小,故平衡逆向移動
D.使用催化劑或縮小容器體積,該平衡均不會移動
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【題目】足量銅與一定量濃硝酸反應,得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與2.24LO2(標準狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入2 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是( )
A. 60 mL B. 50 mL
C. 45 mL D. 15 mL
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【題目】元素鉻及其化合物工業(yè)用途廣泛,但含+6價鉻的污水會損害環(huán)境,必須進行處理。某工廠的處理工藝流程如下:
(1)N2H4的電子式為___________。
(2)下列溶液中,可以代替上述流程中N2H4的是___________。(填選項序號)
A.FeSO4溶液 B.濃HNO3溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.Na2SO3溶液
(3)已知加入N2H4的流程中,N2H4轉化為無污染的物質,則該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為___________。
(4)在實際的含鉻廢水處理中,還可采用直接沉淀的方法,處理成本較低。
①已知含鉻酸性廢水中存在著Cr2O72-和CrO42-相互轉化的平衡,請用離子方程式表示它們之間的轉化反應___________;
②在實際工業(yè)生產中,加入沉淀劑BaCl2溶液之前還要加入一定量的NaOH,這樣有利于沉淀的生成,則生成的沉淀為____________寫化學式)。
(5)工業(yè)上可用電解法來處理含Cr2O的酸性廢水。具體方法是首先通過電解制得還原劑,然后還原劑將Cr2O還原為Cr3+,最終轉化成Cr(OH)3沉淀而除去。如圖為電解裝置示意圖(電極材料分別為鐵和石墨)。
①裝置中b電極的材料是________(填“鐵”或“石墨”)。
②上述處理過程中,Cr2O被還原成Cr3+的離子方程式為_______________________。
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【題目】運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義.
(1)已知: O2(g)═ O2+(g)+ e﹣△H1=+587.9kJ/mol K1
PtF6(g)+e﹣═PtF6﹣(g)△H2=﹣771.1kJ/mol K2
O2+PtF6﹣(s)═O2+(g)+PtF6﹣(g)△H3=+482.2kJ/mol K3
則反應O2(g)+PtF6(g)═O2+PtF6﹣(s)的△H= , K=(用K1、K2、K3表示)
(2)一定條件下,鐵可以和CO2發(fā)生反應:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),已知該反應的平衡常數(shù)K 與溫度T 的關系如圖甲所示.
①T℃、p Pa壓強下的密閉容器中進行反應,下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 .
a.混合氣體的平均相對分子質量不再變化
b.容器內壓強不再變化
c.v正(CO2)=v逆 (FeO)
d.CO2的體積分數(shù)不再變化
②T1溫度下,向體積為VL的密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2 , 達到平衡時則CO2的平衡轉化率為;反應過程中體系的能量(增多或降低)
③T2溫度下,恒容密閉容器中,反應過程中測定CO和CO2物質的量與時間的關系如圖乙所示.則T1T2(填>、<或=),CO2的平衡轉化率為 , 平衡時混合氣體的密度與起始時氣體的密度之比為 .
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【題目】已知在1×105Pa、298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是( )
A.H2O(g)=H2(g)+ O2(g);△H=+242kJmol﹣1
B.2H2(g)+O2(g)+2H2O(l);△H=﹣484kJmol﹣1
C.H2(g)+ O2(g)=H2O(g);△H=+242kJmol﹣1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=﹣484kJmol﹣1
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【題目】下列化學實驗事實及其結論都正確的是
選項 | 實驗事實 | 結論 |
A | 向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4,在管口觀察到紅棕色氣體, | HNO3分解成了NO2 |
B | 向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不顯紅色。再向溶液中加入幾滴新制的氯水,溶液變?yōu)榧t色 | 該溶液中一定含有Fe2+ |
C | 取久置的Na2O2粉末,向其中滴加過量的鹽酸,產生無色氣體 | Na2O2沒有變質 |
D | 取某溶液少量,加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,出現(xiàn)白色沉淀 | 該溶液中一定含有大量的SO |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】A、B、C分別是元素甲、乙、丙的單質,它們都是常見的金屬或非金屬,D、E、F是常見的三種氧化物,且有如圖所示轉化關系,則下列說法不正確的是( )
A.D、E中一定都含有甲元素
B.單質B肯定是氧化劑
C.A、B、C中一定有一種是氧元素的單質
D.若A是非金屬,則B一定為金屬
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【題目】在一定溫度不同壓強(P1<P2)下,可逆反應2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反應混合物中的體積分數(shù)(ψ)與反應時間(t)的關系有以下圖示,正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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