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10.汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注.
(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g)△H=-664.1 kJ/mol.
(2)该小组利用电解原理设计了如图装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯薄膜做电极].钯电极A为阴极,电极反应式为2NO+4H++4e-=N2↑+2H2O.
(3)污染物NO、NO2也可以用烧碱溶液吸收,生成物中无气体,该反应的离子方程式为NO2+NO+2OH-=2NO2-+H2O.只有NO2也能与NaOH溶液反应,生成NaNO2 和NaNO3.现用某烧碱溶液完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的混合气体,若所得溶液中c(NO3-):c(NO2-)=1:9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n:m=3:2.
(4)下列有关含氮元素溶液的说法正确的是CEF
A.c(NH4+)相等的(NH42SO4、(NH42CO3、(NH42Fe(SO42溶液中,c[(NH42Fe(SO42]>c[(NH42SO4]>c[(NH42CO3]
B.常温下,等体积的pH=13的NaOH溶液和pH=1的HNO2溶液混合,所得溶液中
c(Na+)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+
C.某溶液中只存在OH-、H+、Cl-、NH4+四种离子,其离子浓度c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),则溶液中c(NH3•H2O)+c(NH4+)>c(Cl-
D.将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体
E.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
F.反应NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H<0
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25℃时,将a mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性、原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+(用离子方程式表示).向该溶液滴加氨水至溶液b L时呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将逆向(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所得溶液中氨水的浓度为$\frac{a}{200b}$mol•L-1.(NH3•H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol•L-1
(6)在恒容密闭容器中,氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是BC.
A.2v(NH3)=v(CO2)                  B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变    D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡.若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量是增大 (填“增大”,“减小”或“不变”),平衡常数不变(填“增大”,“减小”或“不变”).

分析 (1)根据已知反应和盖斯定律,可得目标反应的△H;
(2)根据在钯电极A的反应物和生成物,可知发生还原反应,利用守恒配平即得电极反应式;
(3)二氧化氮中N的化合价为+4价,NO中N元素的化合价为+2价,反应生成一种盐,则只能生成+3价的NaNO2,反应的化学方程式为:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,然后改写成离子方程式即可;根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算;
(4)A.这几种铵盐溶液中,碳酸根离子促进铵根离子水解、亚铁离子抑制铵根离子水解,铵根离子水解程度越大,相同c(NH4+)的溶液中溶质的浓度越大;
B.常温下,等体积的pH=13的NaOH溶液和pH=1的HNO2溶液混合,溶液呈酸性;
C.氯化铵溶液呈酸性,要使溶液呈碱性,溶质应该还有一水合氨,所以溶质应该为NH4Cl、NH3.H2O;
D.NH4Cl受热易分解;
E.草木灰中碳酸钾溶液中水解显碱性,氯化铵溶液中铵根离子水解显酸性,二者混合水解相互促进损失肥效;
F.当△G=△H-T•△S<0时,反应能自发进行;
(5)依据铵根离子水解分析回答;依据同粒子效应,一水合氨对铵根离子水解起到抑制作用;依据一水合氨的电离平衡常数计算得到氨水浓度;
(6)反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断;根据压强对化学平衡移动的影响来回答判断,平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,化学平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变.

解答 解:(1)根据已知反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol-----①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-483.6kJ/mol-----②
根据盖斯定律,则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g)可由②-①得到,则△H=△H2-△H1=-664.1kJ/mol,
故答案为:-664.1kJ/mol;
(2)在钯电极A,NO 转化为N2 ,发生还原反应,故为阴极,根据已知反应物和生成物,利用守恒配平即得电极反应式为2NO+4H++4e-=N2 +2H2O,
故答案为:阴;2NO+4H++4e-=N2↑+2H2O;
 (3)NO2中N的化合价为+4价,NO中N元素的化合价为+2价,反应生成一种盐和水,则只能生成+3价的NaNO2,该反应的化学方程式为:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,改写成离子方程式为:NO2+NO+2OH-=2NO2-+H2O,设原混合气体中NO2和NO的物质的量n和m,
NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O,
1    1          2
mmol mmol     2mmol
2NO2+2NaOH=NaNO2 +NaNO3 +H2O,
2                 1       1
(n-m)mol   $\frac{(n-m)mol}{2}$  $\frac{(n-m)mol}{2}$      所得溶液中c(NO3-):c(NO2-)=$\frac{(n-m)mol}{2}$:[$2m+\frac{(n-m)mol}{2}$]=1:9,所以n:m=3:2,
故答案为:NO2+NO+2OH-=2NO2-+H2O; 3:2;
(4)A.(NH42SO4、(NH42CO3、(NH42Fe (SO42三种溶液中,碳酸根离子促进铵根水解,亚铁离子抑制铵根离子水解,相同浓度的这几种溶液中铵根离子浓度大小是(NH42Fe (SO42>(NH42SO4>(NH42CO3>NH3•H2O,则如果 (NH42SO4、(NH42CO3、(NH42Fe (SO42、溶液中c (NH4+)相等,铵根离子水解程度越大,相同c(NH4+)的溶液中溶质的浓度越大,则这几种溶液的浓度大小顺序是c[(NH42CO3]>c[(NH42SO4]>c[(NH42Fe(SO42],故A错误;
B.亚硝酸不完全电离,溶液中存在电离平衡,常温下,等体积的pH=13的NaOH溶液和pH=1的HNO2溶液混合,亚硝酸电离出的氢离子能完全中和氢氧化钠电离出的氢氧根离子,亚硝酸电离平衡右移,溶液呈酸性,c(NO2-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B错误;
C.某溶液中只存在OH-、H+、Cl-、NH4+四种离子,其离子浓度c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),氯化铵溶液呈酸性,要使溶液呈碱性,溶质应该还有一水合氨,所以溶质应该为NH4Cl、NH3•H2O,一水合氨的电离大于水解,所以c(NH3•H2O)+c(NH4+)>c(Cl-),故C正确;
D.NH4Cl受热易分解,应采用冷却热NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体,故D错误;
E.当施肥时草木灰(有效成分为K2CO3)与NH4Cl混合使用,则二者的水解作用相互促进,使N元素以氨气的形式逸出因而肥效会降低,故E正确;
F.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,△G=△H-T•△S<0,•△S<0,则该反应的△H<0,故F正确;
故选CEF;
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3.25℃时,将a mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,是因为铵根离子水解;反应的离子方程式为:NH4++H2O?NH3•H2O+H+;加入氨水溶液抑制铵根离子水解,平衡逆向进行;将a mol NH4NO3溶于水,向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性,依据电荷守恒计算可知,溶液中氢氧根离子浓度=10-7mol/L,c(NH4+)=c(NO3-);NH3•H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol•L-1,设混合后溶液体积为1L,(NH4+)=c(NO3-)=amol/L;根据一水合氨电离平衡得到:NH3•H2O?NH4++OH-,平衡常数K=$\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})c(O{H}^{-})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$=$\frac{amol/L×1{0}^{-7}mol/L}{bL×c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)mol/L}$=2×10-5 mol•L-1,计算得到c(NH3•H2O)=$\frac{a}{200b}$mol/L,
故答案为:NH4++H2O?NH3•H2O+H+;逆向;$\frac{a}{200b}$;
(6)A.2v(NH3)═v(CO2),不能说明正逆反应速率相等,不一定是平衡状态,故A错误;
B.反应是一个前后系数和变化的反应,密闭容器中总压强不变,证明达到了平衡状态,故B正确;
C.密闭容器中混合气体的密度ρ=$\frac{m}{V}$,质量不守恒,分子变化,V不变,容器中总密度不变,证明达到了平衡状态,故C正确;
D.密闭容器中氨气的体积分数不变,不能证明达到平恒状态,故D错误.
若在恒温下压缩容器体积,则会将压强增大,平衡向左移动,固体质量增大,同一反应,平化学衡常数只受温度影响,非温度改变的平衡移动,平衡常数不变,
故答案为:BC;增大;不变.

点评 本题考查了反应热的计算、氧化还原反应的计算、化学平衡的影响因素分析,平衡标志的判断理解,平衡常数的影响因素和计算应用,弱电解质溶液中的电离平衡的计算应用、离子浓度大小比较等,综合性大,题目难度较大.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.物质的分类,计算和化学反应的判断是化学学习的重要方面,回答下列问题.
Ⅰ.现有以下物质:①NaCl晶体  ②液态SO3  ③液态HCl  ④汞  ⑤BaSO4固体
⑥纯蔗糖(C12H22O11)  ⑦酒精(C2H5OH)  ⑧熔化的KNO3,请回答下列问题(用序号):
(1)以上物质中能导电的是④⑧.
(2)以上物质中属于电解质的是①③⑤⑧.
Ⅱ.标准状况下,①6.72L CH4  ②3.01×1023HCl分子 ③0.2mol NH3,这三种气体按质量由大到小排列的顺序是(填物质的数字代号,下同)②>①>③,按氢原子数由少到多排列的顺序是②<③<①,密度由大到小排列的顺序是②>③>①.
Ⅲ.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:
3Cu+8HNO3══3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
(1)用单线桥法分析上述反应.
(2)上述反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,还原产物是NO(填化学式). 标况下生成3.36L NO,被还原的硝酸的物质的量为0.15mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
实验原理2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验内容及记录

请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大.
(2)利用实验1中数据计算,若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)=1.5×10-2mol/(L•min).
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示.但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示.该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究.

①该小组同学提出的假设是生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用).
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白.
实验编号室温下,试管中所加试剂及其用量/mL再向试管中加入少量固体室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O3 mol/L
稀硫酸
0.05 mol/L KMnO4溶液
43.02.02.03.0 t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是与实验1比较,溶液褪色所需时间短.
(4)工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4,则电解时,阳极发生的电极反应为MnO42--e-=MnO4-;总方程式为2K2MnO4+2H2O═2KMnO4+2KOH+H2↑.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列说法中正确的一组是(  )
A.H2和D2互为同位素B.   和      互为同分异构体
C.H、D、T互称为同素异形体D.和         是同一种物质

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.在短周期元素中:①金属性最强的元素是Na,②与水反应最剧烈的非金属是F2
在11~18号的元素中,③原子半径最小的元素是Cl;④元素最高价氧化物中既能与盐酸反应又能与烧碱反应,该氧化物是Al2O3

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,有关说法正确的是(  )
A.该氧化物是含有非极性键的离子化合物
B.晶体的化学式为Ba2O2
C.该晶体晶胞结构与CsCl相似
D.晶体中Ba2+的配位数为8

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.乙醇分子中各种化学键如图所示,下列有关反应断键位置说明错误的是(  )
A.乙醇和乙酸发生酯化反应时断键②
B.乙醇和金属钠的反应断键①
C.乙醇和浓硫酸,共热到170℃时断键②⑤
D.乙醇在Cu催化作用下与O2反应时断键①③

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是(  )
A.标准状况下,22.4L甲醇中含有的氧原子数为1.0NA
B.常温常压下,46gNO2与 N2O4的混合气体中含有的原子总数为3NA
C.标准状况下,2.24LCl2与足量的稀NaOH溶液反应,转移电子总数为0.2NA
D.1L 1 mol•L-1的盐酸中,所含氯化氢分子数为NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.下表是不同温度下水的离子积常数:
温度/℃25T1T2
水的离子积常数1×10-14a1×10-12
?试回答以下问题:
(1)若25<T1<T2,则a>1×10-14 (填“>”、“<”或“=”),做此判断的理由是水的电离吸热,温度升高,水的电离程度增大,所以水的离子积增大.
(2)25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol/L,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)=1000:1.
(3)T2℃时,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1:V2=9:11.此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-).
(4)常温下,设某pH值的硫酸中水电离出的c(H+)=1.0×10-amol/L,设相同pH值的硫酸铝中水电离出的c(H+)=1.0×10-b mol/L,(a、b都是小于14的正数),那么a、b之间满足的关系式是a+b=14.

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