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8.氮及其化合物在生产生活中有着重要作用.
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:
T/K298398498
平衡常数K4.1×106K1K2
①试判断K2K1<(填写“>”“=”或“<”)②在298K时,下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是c(填字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2b.v(N2)=3v(H2)c.容器内压强保持不变d.混合气体的密度保持不变
(2)化合物N2H4做火箭发动机的燃料时,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气.某同学设计了一个N2H4--空气碱性燃料电池,并用该电池电解100mL-定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图所示.
①该燃料电池的负极反应式为;N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,②理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为0.2mol/L.③在t2时所得溶液的pH为0.7.(假设溶液体积不变,保留一位小数,lg2=0.3)

分析 (1)①根据升高温度平衡吸热方向移动以及平衡逆向移动平衡常数减小;
②直接标志:①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,②反应体系中各物质的百分含量保持不变.
间接标志:①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m+n≠p+q);②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变;③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变;
(2)电池通入肼N2H4的为负极,乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,依据生成的迁移体积计算物质的量得到氯化钠物质的量计算浓度,阴极2Cu2++4e-=2Cu,t1~t2电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极2Cu2++4e-=2Cu,t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极4H++4e-=2H2↑,所以t1~t2 阳极上生成氧气,根据氧气的量计算氢氧根离子的物质的量,水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子,根据公式计算得出C(H+),从而得出溶液的pH.

解答 解:(1)①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K2<K1
故答案为:<;
③a.平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变,但容器内N2、H2、NH3的浓度之比不一定为为1:3:2,所以不能作为平衡的标志,故a错误;
b.平衡时不同物质表示速率之比等于系数之比说明到达平衡,即3v(N2=v(H2说明反应达到平衡,故b错误;
c.反应前后气体体积减小,若压强不变,说明反应达到平衡,故c正确;
d.反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,所以密度不变,所以混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志,故d错误;
故答案为:c;
(2)①肼燃料电池中,在碱性条件下,N2H4失电子生成氮气与水,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O,
故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O;
②乙中石墨电极为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,生成氯气为224mL,由2Cl--2e-=Cl2↑可知,n(NaCl)=2n(Cl2)=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×2=0.02mol,所以c(NaCl)=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L;
故答案为:0.2mol/L;
③t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极4H++4e-=2H2↑,所以t1~t2 阳极上生成氧气,t1~t2Ⅱ产生的气体体积=0.336L-0.224L=0.112L,阳极上生成112mL氧气需要n(OH-)=$\frac{0.112L×4}{22.4L/mol}$=0.02mol,水电离出等物质的量的氢离子和氢氧根离子,所以n(H+)=0.02mol,c(H+)=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L,所以溶液的pH=1-lg2=0.7,
故答案为:0.7.

点评 本题考查较为综合,涉及化学平衡的有关计算、电解池原理等知识点,题目难度中等,注意电解硫酸铜和氯化钠混合溶液时,明确离子的放电顺序是解本题的关键,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.现有反应:mA(g)+nB(g)?pC(g),达到平衡后,当升高温度时,平衡向右移动;当减小压强时,平衡向左移动,则:
(1)该反应的逆反应为吸热反应,且m+n>p(填“>”“=”“<”).
(2)减压时,A的质量分数增大.(填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率增大.
(4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将减小.
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量不变.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列反应中关于“H2O”的说法错误的是(  )
A.2F2+2H2O=4HF+O2反应中,水作还原剂,失电子
B.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑反应中,水被氧化
C.CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ CO2+2H2O反应中,H2O是还原产物
D.Na2O+H2O=2Na++2OH-反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

16.A、B、C、D、E五种纯净物均含有一种相同的非金属元素,其中A是一种常见的无色无味气体单质;B是无色有刺激性气味的气体化合物;C、D都是氧化物;D和水反应生成E,E是一种常见的强酸.它们之间可发生如下转化关系:

试推断这五种物质(用化学式表示):
AN2;BNH3;CNO;DNO2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.在水溶液中能大量共存的一组离子是(  )
A.MnO4-、SO42-、I-、Na+B.Na+、Cu2+、S2-、NO3-
C.K+、Al3+、HCO3-、SO42-D.Na+、K+、Cl-、ClO-

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列说法正确的是(  )
A.摩尔既是物质的数量单位又是物质的质量单位
B.阿伏加德罗常数是 12kg12C中含有的碳原子数
C.1molH2O中含有2mol H和1mol O
D.一个NO分子的质量是ag,一个NO2分子的质量是bg,则氧原子的摩尔质量是(b-a)g/mol

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

20.在强酸性溶液中,能大量共存的离子组是(  )
A.K+、Cu2+、OH-、SO42-B.K+、Na+、Cl-、NO3-
C.Zn2+、NH4+、NO3+、Cl-D.K+、Na+、CO32-、SO42-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.以甲苯为原料生产香豆素流程如图:

已知:
(i) B与FeCl3溶液发生显色反应;
(ii)同一个碳原子上连两个羟基通常不稳定,易脱水形成羰基.
(1)A的名称是2-氯甲苯,C的结构简式是,A→B的反应类型是取代反应.
(2)D中含有的官能团名称是醛基、羟基,D与乙酸酐()反应,除生成    外,同时生成的另一种产物的结构简式是CH3COOH.
(3)与    互为同分异构体,且具有以下特点:
(a)含有苯环(b)能发生银镜反应(c)与NaHCO3溶液反应可放出气体符合上述条件的同分异构体共有17种.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列关于氧化还原反应说法正确的是(  )
A.在KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O中,被氧化的氯原子和被还原的氯原子的个数比为6:1
B.在反应:2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑,则被还原的元素为氮和硫
C.失电子能力难的原子获得电子的能力一定强
D.在化学反应中某元素由化合态变为游离态,该元素一定被还原了

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