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(14分)偏二甲肼与N2O4 是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:

(CH3)2NNH2 ( L )+2N2O4 (L )=2CO2 (g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ)

(1)该反应(Ⅰ)中还原剂是__________。

(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4 (g) 2NO2 (g) (Ⅱ)

一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将2 mol NO2 充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________.

若在相同温度下,上述反应改在体积为3L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”),反应4s后N2O4的物质的量为0.9mol,则0~4s内的平均反应速率v(NO2)=_________________。

(3)25℃时,将1mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____(用离子方程式表示)。向该溶液滴加50mL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将_______(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为____mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数K=2×10-5 mol·L-1)

(14分)(1) (CH3)2NNH2

(2)BD 不变 0.15 mol·L-1·S-1

(3)NH4++H2ONH3·H2O+H+

逆向

0.1

【解析】

试题分析:(1)还原剂是化学反应中元素化合价升高的物质,在反应I中,(CH3)2NNH2中C元素的化合价从-1价升高到+4价,N元素的化合价从-3价升高到0价,所以(CH3)2NNH2为还原剂;

(2)A、二氧化氮的起始物质的量不是0,与图像不符,错误;B、通入二氧化氮,则该反应逆向进行,气体的物质的量减小,在恒压条件下,容器的体积减小,而气体的质量不变,所以气体的密度最大,达到平衡时,气体的密度不再增大,正确;C、一个具体的化学反应的反应热只与反应物和生成物的状态有关,所以该反应的反应热不变,与是否达到平衡无关,错误;D、反应逆向进行,二氧化氮的转化率增大,达到平衡时,二氧化氮的转化率达到最大,正确,答案选BD。温度不变,则化学平衡常数不变,所以上述反应改在体积为3L的恒容密闭容器中进行,平衡常数不变;反应4s后N2O4的物质的量为0.9mol,则消耗二氧化氮的物质的量是1.8mol,所以二氧化氮的浓度减小1.8mol/3L=0.6mol/L,则0~4s内的平均反应速率v(NO2)=0.6mol/L/4s=0.15 mol·L-1·S-1

(3)硝酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,使溶液呈酸性,离子方程式是NH4++H2ONH3·H2O+H+;滴加氨水后溶液呈中性,说明在滴加氨水的过程中,一水合氨的浓度增大,使铵根离子的水解平衡逆向移动,氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,二者相等时,溶液为中性,因为盐的水解程度减弱,则水的电离平衡逆向移动;根据电荷守恒,则c(NH4+)+ c(H+)= c(OH-)+c(NO3-),因为溶液呈中性,则c(H+)= c(OH-)=10-7mol/L,所以c(NH4+)= c(NO3-),根据NH3·H2O的电离平衡常数K=2×10-5 mol·L-1= c(NH4+) c(OH-)/c(NH3·H2O),因为最终的溶液的体积是相同的,所以c(NH4+) /c(NH3·H2O)= n(NH4+) /n(NH3·H2O),则2×10-5=10-7 n(NH4+) /n(NH3·H2O),n(NH4+)=n(NO3-)=1mol,所以n(NH3·H2O)=10-7mol/(2×10-5)=5×10-3mol,则所滴加氨水的浓度为5×10-3mol/0.05L=0.1mol/L。

考点:考查氧化还原反应的分析,平衡状态的判断,盐的水解,电离平衡常数的应用

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在一定条件下,向2 L 密闭容器中充入3 mol X气体和1 mol Y气体发生下列反应:

2X(g)+Y(g)3Z(g)+2W(g),在某一时刻达到化学平衡时,测出的下列各生成物浓度的数据肯定错误的是

A.c(Z)=0.75 mol·L-1 B.c(Z)=1.20 mol·L-1

C.c(W)=0.80 mol·L-1 D.c(W)=1.00 mol·L-1

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下列说法正确的是

A.利用二氧化碳等原料合成的聚碳酸酯类可降解塑料替代聚乙烯塑料,可减少“白色污染”

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D.2013年11月22日,中科院国家纳米科学中心宣布,该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。水分子间的氢键是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的化学键。

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(14分)水杨酸甲酯对多种细菌的繁殖和黏附有抑制作用,也是安全、有效的植物生长调节剂。实验室制备水杨酸甲酯装置示意图和有关数据如下:

反应原理:

实验步骤:

①在干燥的三颈烧瓶中入7.0g水杨酸、30mL(0.64moL)甲醇、3mL浓H2SO4和2~3片碎瓷片,在85~95 ℃下加热回流(如图甲);

②1.5h后将回流装置改为蒸馏装置,水浴加热(如图乙);

③余下的反应液冷却至室温,依次用水、碳酸钠溶液和水洗涤,后再分离(如图丙);

④分出的产物加入少量无水CaCl2固体,静置片刻后过滤,

⑤对滤液蒸馏纯化,收集221~224℃馏分,得水杨酸甲酯6.1g。

⑥其它量不变,改用2mL浓H2SO4 重复上述操作,得水杨酸甲酯5.5g.

回答下列问题:

(1)甲中所用三颈烧瓶应选用 ,

A、100mL B、150mL C、250mL D、500mL

(2)整个实验两次用到蒸馏装置,第一次用蒸馏装置的目的是: 。

(3)步骤③中所用到的玻璃仪器的名称是 ;

(4)本实验甲醇要过量,其目的是 ,

(5)步骤③要进行两次水洗,如果没有进行第二次水洗,可能的后果是 。

(6)浓H2SO4的用量为3mL时,水杨酸甲酯的产率是 ,

(7)该实验中,浓硫酸主要表现了 性质。

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下列水溶液中能大量共存的一组离子是

A.K+、Al3+、CO32-、Cl- B.Na+、H+、SO42-、SiO32-

C.H+、Mg2+、SO42- 、I- D.H+、Fe2+、Cl—、NO3—

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(14分)煤是一种重要的化工原料,人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中。

(1)已知:

①C(s) + H2O(g) === CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1

②CO2(g) + H2(g) === CO(g) + H2O(g) ΔH=+41.3 kJ·mol-1

则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。

该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下有利于正向自发进行。

(2)有人利用炭还原法处理氮氧化物,发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,在T1℃时,不同时间测得各物质的浓度如下表所示:

时间(min)

浓度(mol·L-1 )

0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0.68

0.50

0.50

0.60

0.60

N2

0

0.16

0.25

0.25

0.30

0.30

CO2

0

0.16

0.25

0.25

0.30

0.30

①10~20min内,N2的平均反应速率v(N2)= 。

②30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母序号)。

A.通入一定量的NO B.加入一定量的活性炭

C.加入合适的催化剂 D.适当缩小容器的体积

(3)研究表明:反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表所示:

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

若反应在500℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下达到平衡时,CO的转化率为 。

(4)用CO做燃料电池电解CuSO4溶液、FeCl3和FeCl2混合液的示意图如图1所示,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。

①乙中A极产生的气体在标准状况下的体积为________________。

②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2所示,则图中③线表示的是________(填离子符号)的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要________ mL 5.0 mol·L-1 NaOH溶液。

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C.丙一定是氧化物 D.该反应一定是氧化还原反应

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设NA为阿伏加德罗常数的数值,则下列说法中正确的是

A.常温常压下,32gO2中含有的氧分子个数为2NA

B.1摩尔CH4所含质子数目为10NA

C.标准状况下22.4LH2O所含分子数目为NA

D.0.1 mol/L 稀硫酸中含有H+个数为0.1 NA

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