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6.航天领域中常用N2H4与N2O4作为火箭发射的燃料与助燃剂.N2O4是一种无色气体,易分解:N2O4(g)?2NO2(g)-Q.N2H4与氨气相似,是一种碱性气体,易溶于水,生成弱碱N2H4•H2O.t℃时,将一定量的NO2、N2O4充入一个容积为2L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如下表所示:
时间/min051015202530
c(X)/mol/L0.2c0.60.61.0c1c1
c(Y)/mol/L0.6c0.40.40.4c2c2
(1)前10min内用NO2表示的反应速率为0.04mol•L-1•min-1;该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$.
(2)20min时改变的条件是向容器中加入0.8molNO2;重新达到平衡时,NO2的体积分数B(填字母)
A.增大B.减小C.不变D.无法判断
(3)用电离方程式表示N2H4•H2O显碱性的原因N2H4•H2O?N2H5++OH-(或N2H4+H2O?N2H5++OH-).
(4)相同条件下,1mol N2H4最多能与2mol HCl发生反应.
(5)常温下,若将0.2mol/LN2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H${\;}_{5}^{+}$、Cl-、OH-、H+四种离子浓度由大到小的顺序为c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).
(提示:相同条件下,N2H4•H2O的电离程度大于N2H5Cl的水解程度.)

分析 (1)前10min内,△c(X)=(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L、△c(Y)=(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,相同时间内各物质的浓度变化量之比等于其计量数之比,所以X是NO2、Y是N2O4,前10min内用NO2表示的反应速率=$\frac{△c}{△t}$;
该反应中二氧化氮是反应物、四氧化二氮是生成物,其化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$;
(2)20min时,二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度不变,说明改变的条件是改变二氧化氮浓度;
加入二氧化氮相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
(3)N2H4•H2O电离生成N2H5+和OH-
(4)氨气分子中的一个H原子被氨基取代生成联胺,则每个联胺分子相当于2个氨气分子,则每mol联胺能和2molHCl反应;
(5)二者混合后溶液中溶质为等物质的量浓度的N2H4•H2O和N2H5Cl,N2H4•H2O的电离程度大于N2H5Cl的水解程度,导致溶液呈碱性,且其电离和水解程度较小,据此判断离子浓度大小.

解答 解:(1)前10min内,△c(X)=(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L、△c(Y)=(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,相同时间内各物质的浓度变化量之比等于其计量数之比,所以X是NO2、Y是N2O4,前10min内用NO2表示的反应速率=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol/(L.min);
该反应中二氧化氮是反应物、四氧化二氮是生成物,其化学平衡常数K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$,
故答案为:0.04;$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{c({N}_{2}{O}_{4})}$;
(2)20min时,二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度不变,说明改变的条件是改变二氧化氮浓度,加入的二氧化氮物质的量=(1.0-0.6)mol/L×2L=0.8mol;
加入二氧化氮相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,导致二氧化氮体积分数减少,
故答案为:向容器中加入0.8mol NO2;B;
(3)N2H4•H2O电离生成N2H5+和OH-,其电离方程式为N2H4•H2O?N2H5++OH-  (或N2H4+H2O?N2H5++OH-),故答案为:N2H4•H2O?N2H5++OH-  (或N2H4+H2O?N2H5++OH-);
(4)氨气分子中的一个H原子被氨基取代生成联胺,则每个联胺分子相当于2个氨气分子,则每mol联胺能和2molHCl反应,
故答案为:2;
(5)二者混合后溶液中溶质为等物质的量浓度的N2H4•H2O和N2H5Cl,N2H4•H2O的电离程度大于N2H5Cl的水解程度,导致溶液呈碱性,且其电离和水解程度较小,则离子浓度大小顺序是c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).

点评 本题考查较综合,涉及离子浓度大小比较、化学平衡计算、化学平衡影响因素、弱电解质的电离等知识点,侧重考查学生分析计算及判断能力,注意题给信息的正确获取及利用,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.设NA为阿伏加罗常数的数值,下列说法正确的是(  )
A.1.6g臭氧中含有的氧原子数为0.1NA
B.18gD2O中含有的质子数为10NA
C.50mL12mol•L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
D.标准状况下,11.2L己烷含有的分子数为0.5NA

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16.矿石中金的含量很低,金的性质又相当稳定,只能用湿法冶金--氰化法提炼,即采用稀的NaCN溶液处理已粉碎的矿石,把少量的金浸入溶液中,然后用金属锌作还原剂将金从溶液中置换析出.其反应原理为
①4Au+8NaCN+O2+2H2O═4Na[Au(CN)2]+4NaOH
②2Na[Au(CN)2]+Zn═2Au+Na2[Zn(CN)4]
以下有关氰化法提炼金的说法中正确的是(  )
A.Na[Au(CN)2]不溶于水
B.化合物Na[Au(CN)2]中金元素的化合价为+1
C.金元素在地壳中能以化合态的形式存在
D.在提炼过程中NaCN作氧化剂

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13.设NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法中,不正确的是(  )
A.标准状况下,22.4L氢气和氧气的混合气体,所含分子数为NA
B.常温常压下,1mol氦气含有的原子数为2NA
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D.17gNH3含有的电子数为10NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.硫酸是重要的工业原料.工业上生产硫酸主要分为造气、催化氧化、吸收三个阶段,其生产流程图如下:

(1)操作I的内容是净化、干燥除去有害成分,此操作目的是防止催化剂中毒.物质B是H2O.a=98.
(2)工业上既可用硫黄也可用硫铁矿(FeS2)造气,若使用硫铁矿造气.另一产物是一种常见的红棕色固体.写出用硫铁矿造气时反应的化学方程式4FeS2+1102$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8SO2+2Fe203
(3)催化反应室中的反应是一个气体体积缩小的反应.增大压强有利于反应向右进行.但实际生产却是在常压下进行的.原因是常压下SO2转化为SO3的转化率已很大
(4)工业生产中常用氨一硫酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的.用两个化学方程式表示其反应原理SO2+2NH3•H2O═(NH42SO3,(NH42SO3+H2SO4═(NH42SO4+SO2↑+H2O
(5)若用等质量的硫黄、FeS2生产硫酸.假设原料的总利用率均为90%.则二者得到硫酸的质量比为15:8.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义.
(1)CO可用于炼铁,已知:
Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池,若电解质为碱性.写出该燃料电池的负极反应式CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);测得CH3OH的物质的量随时间的变化图:
①由图判断该反应△H< 0,曲线 I、II对应的平衡常数KI>KII(填“>”或“=”或“<”).
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.
容  器
反应物投入量1molCO2、3molH2a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为0.4<n(c)≤1.
③一定温度下,此反应在恒容密闭容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是a b.
a.容器中压强不变       b.H2的体积分数不变   c.c(H2)=3c(CH3OH)    
d.容器中密度不变     e.2个C=O断裂的同时有3个C-H形成
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g).二甲醚可用作直接燃料电池,1mol二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生12NA个电子的电量;根据化学反应原理,分析增加压强对制备二甲醚反应的影响该反应分子数减少,压强增加使平衡右移,CH3OCH3产率增加;压强增加使CO和H2浓度增加,反应速率增大.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

18.如表是短元素周期表的一部分.
(1)从原子结构角度分析,①、②、③三种元素的电子层数相同,②、④位于元素周期表的第ⅤA族;
(2)科学家通过对①~⑤元素的化合物进行研究,从而寻找a(选填序号).
a.高效农药                    b.催化剂
c.耐高温、耐腐蚀的合金材料    d.半导体材料
(3)研究①~⑤元素的气态氢化物(用化学符号回答):②的气态氢化物的电子式
(4)④和⑤的元素最高价氧化物对应水化物的酸性较强的物质的化学式H2SO4

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

15.如表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0
2
3
4
(1)⑤和⑧的元素符号是Si和Ar;
(2)表中最活泼的金属是K,非金属最强的元素是F;(填写元素符号)
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是Al,分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式:2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO43+6H2O,Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O;
(4)请设计一个实验方案,比较⑦、⑩单质氧化性的强弱(用化学方程式表达):Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列与胶体无关的事实是(  )
A.农村用酸汤点豆腐B.有雾的清晨树林里的阳光
C.澄清石灰水在空气中放置后变浑浊D.铁盐用于净水

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