【题目】许多含氮物质是农作物生长的营养物质。
(1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的发射。已知下列反应:
①N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112kJ·mol-1
③2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol-1
④2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136kJ·mol-1
则N2H4与O2反应生成氮气与水蒸气的热化学方程式为_________________。
(2)一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示:
①a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为_______。平衡时若保持压强、温度不变,再向体系中加入一定量的Ne,则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②a点时NO2的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp,则该温度下Kp=________Pa-1。
(3)已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中,v正=k正c(N2O4),v逆=k逆c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K=10,则k正=______k逆。升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
(4)氨气是合成众多含氮物质的原料,利用H2-N2—生物燃料电池,科学家以固氮酶为正极催化剂、氢化酶为负极催化剂,X交换膜为隔膜,在室温条件下即实现了合成NH3的同时还获得电能。其工作原理图如下:
则X膜为___________交换膜,正极上的电极反应式为______________________。
【答案】N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-562.5kJ·mol-1 c>b>a 逆向 66.7% 600/p0 10 大于 质子 N2+6e-+6H+=2NH3
【解析】
根据盖斯定律进行反应热的计算;根据勒夏特列原理判断平衡的移动及平衡常数的相关计算;根据原电池原理书写电极反应式。
(1)由盖斯定律知(①+②+③+④)/2即可得到N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-562.5kJ·mol-1,
故答案为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-562.5kJ·mol-1;
(2)①由图知,a点到c点的过程中,N2O4的体积分数不断增大,故逆反应速率不断增大。一定温度下,保持压强不变,加入稀有气体,相当于降低压强,故平衡向左移动;
②a点时,设消耗了xmolNO2,则生成0.5xmolN2O4,剩余(1-x)molNO2,1-x=0.5x,x=2/3mol,此时NO2的转化率为66.7%,平衡时p(N2O4)=0.96p0,p(NO2)=0.04p0,由此可求出Kp=600/p0;
故答案为:c>b>a;逆向;66.7%;600/p0;
(3)当反应达到平衡时,v正=v逆,即k正c(N2O4)=k逆c2(NO2)。k正=k逆c2(NO2)/c(N2O4)=k逆K=10k逆;该反应是吸热反应,升高温度,平衡向正方向移动,k正增大的倍数大于k逆增大的倍数,
故答案为:10;大于;
(4)由图知,正极上N2转化为NH3时需要结合氢离子,故负极上生成的H+应移向正极,X膜为质子交换膜或阳离子交换膜,N2在正极上得到电子后转化为NH3,
故答案为:质子;N2+6e-+6H+=2NH3。
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【题目】(1)过氧化钙稳定性好、无毒,是一种应用广泛的多功能无机过氧化物。CaO2和Na2O2在结构和性质上有很多相似的地方。
①CaO2属于_____(填“离子化合物”或“共价化合物”),其电子式为____。
②氧元素位于元素周期表中第___周期第___族;钙原子最外电子层的符号为____。
(2)下述物质①葡萄糖②植物油③淀粉④聚乙烯中,属于糖类的是____;属于高分子化合物的是____;能水解的是____。
(3)实验室制备少量乙酸乙酯的装置如图所示,则②号试管中所用试剂为_____,反应结束后,分离乙酸乙酯的方法为____。
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【题目】某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择酚酞作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中颜色变化,直到加入一滴盐酸,溶液的颜色由____色变为_____,且半分钟不褪色,即停止滴定。
(2)下列操作中使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏高的是________(填序号)。
A、酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸
B、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C、酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D、读取盐酸体积时,开始俯视读数,滴定结束时仰视读数
E、滴定过程中,锥形瓶的振荡过于激烈,使少量溶液溅出
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如右图所示:则起始读数为_____mL,终点读数为_____mL。
(4)如已知用c(HCl) = 0.1000 mol/L的盐酸滴定20.00 mL的氢氧化钠溶液,测得的实验数据如(3)中记录所示,则该氢氧化钠溶液的浓度c(NaOH) =____mo1/L。
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【题目】为证明乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化,某小组按下图装置制备乙烯并检验其化学性质。完成下列填空:
(1)首先检验该装置气密性。检验气密性的操作是:_____________。
(2)向圆底烧瓶中加入药品的顺序是:先加入_____,再缓慢加入____,最后再加入几粒碎瓷片。
(3)加热圆底烧瓶,使温度迅速上升到________℃,观察到烧瓶中的无色液体逐渐变黑。该黑色的物质是_______。
(4)酸性KMnO4溶液很快褪色,但不能说明乙烯具有还原性。理由是:_______________。
(5)选用下列装置(可重复使用也可不用)来证明乙烯具有还原性,请将装置按编号依次排列,并在装置序号对应位置的下一行写出装置内所放的药品。
装置a→_____________________________→b。
药品:(a药品略)_________________________(b酸性KMnO4溶液)。
(6)若将b中酸性KMnO4溶液换成溴水,溴水也能褪色且可观察到b底部有少量无色油状液体生成,如何通过实验证明该无色油状液体中含有溴元素?______。如何通过实验证明乙烯和溴水发生的是加成反应而不是取代反应?____________。
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【题目】如图是锌、铜和硫酸溶液构成的原电池。
(1)Zn为原电池的_____极;Cu为原电池的_____极。
(2)该原电池中电子的流向为_____→R→_____。
(3)电极反应式:正极_____。负极_____。总方程式为:_____。
(4)反应一段时间后,可观察到的现象为_____。
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【题目】某有机物F()在自身免疫性疾病的治疗中有着重要的应用,工业上以乙烯和芳香族化合物B为基本原料制备F的路线图如下:
(1)乙烯生成A的原子利用率为100%,则X是___________(填化学式),F中含氧官能团的名称为___________。
(2)E→F的反应类型为___________,B的结构简式为___________,若E的名称为咖啡酸,则F的名称是___________。
(3)写出D与NaOH溶液反应的化学方程式:_________________________________。
(4)E有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有___________种,其中核磁共振氢谱有6个峰的物质的结构简式为___________。
①能发生水解反应、银镜反应且1mol该物质最多可还原出4 mol Ag
②遇FeCl3溶液发生显色反应
③分子中没有甲基,且苯环上有2个取代基
(5)以乙烯为基本原料,设计合成路线合成2-丁烯酸,写出合成路线:______________________(其他试剂任选)。
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【题目】某药物中间体的合成路线如下。下列说法正确的是
A. 1mol对苯二酚与足量H2加成,消耗3molH2
B. 2, 5-二羟基苯乙酮不能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 2, 5-二羟基苯乙酮中所有碳原子一定处于同一平面
D. 中间体分子中含有的官能团之一是碳碳双键
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【题目】铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。回答下列问题:
(1)Fe原子的核外电子排布式为_____。
(2)含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金,主要由Fe和Mn组成,其中锰能增加钢铁的强度和硬度,提高耐冲击性能和耐磨性能。第一电离能I1(Fe)____(填“大于”或“小于”)I1(Mn),原因是___。
(3)FeF3具有较高的熔点(熔点高于1000℃),其化学键类型是__,FeBr3的式量大于FeF3,但其熔点只有200℃,原因是____。
(4)FeCl3可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应。
①SCN-的三种元素中电负性最大的是____。
②苯酚()分子中氧原子的杂化形式为___。苯酚分子中的大π键可用符号πmn表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则m=____,n=___。
(5)Fe(CO)3与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,该磁性氮化铁的密度为____(列出计算式)g·cm-3。
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【题目】工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂,氟单质的制备通常采用电解法。已知:KF+HF===KHF2,电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物制备F2的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 钢电极与电源的负极相连
B. 电解过程中需不断补充的X是KF
C. 阴极室与阳极室必须隔开
D. 氟氢化钾在氟化氢中可以电离
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