精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
5.氮及其化合物在生产、生活中有着重要的作用.请回答下列问题:
(1)图1是常温下1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol
(2)在恒温、恒容的密闭容器中,通入一定量的N2O4发生反应N2O4(g)?2NO2(g)△H如图2
①在0-60s时段,反应速率v(N2O4)为0.001mol•L-1•s-1
②温度升高,混合气体的颜色变深,则△H>0(填“>”或“<”).
③改变条件重新达到平衡时,要使N2O4的体积分数变大,可采取的措施有ac(填字母).
a.向混合气体中通入N2O4 b.升高温度
c.向混合气体中通入NO2 d.使用高效催化剂
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O.含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol•L-1的CH3COONa溶液.
①A、B两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-)(已知HNO2的电离
常数Ka=7.1×10-4mol•L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol•L-1).
②可使A、B两溶液的PH相等的方法是bc(填字母).
a.向溶液A中加适量水               b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水               d.向溶液B中加适量NaOH
(4)铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将方程式表示为:
Cu+HNO3→Cu(NO32+NO↑+NO2↑+H2O(方程式未配平).0.6molCu被硝酸完全溶解后,如果得到的
NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量为1.8mol.

分析 (1)反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能,注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程;
(2)①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(N2O4);
②温度升高,混合气体的颜色变深,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动;
③a.向混合气体中通入N2O4,等效为在原平衡基础上增大压强到达的平衡;
b.升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
c.向混合气体中通入NO2,等效为在原平衡基础上增大压强到达的平衡;
d.使用高效催化剂不影响平衡移动;
(3)溶液A中NaNO3、NaNO2的浓度均为0.1mol/L,HNO2、CH3COOH均为弱酸,由电离常数可知CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,溶液中醋酸根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度,溶液B碱性大于A溶液;
(4)参加反应的硝酸转化为Cu(NO32、NO、NO2,根据Cu原子守恒计算Cu(NO32的物质的量,根据电子转移守恒计算NO、NO2的物质的量,再根据氮原子守恒计算消耗硝酸物质的量.

解答 解:(1)该反应的焓变△H=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,所以热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol,
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol;
(2)①由图可知,在0-60s时段△c(N2O4)=0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L,则v(N2O4)=$\frac{0.06mol/L}{60s}$=0.001mol/(L.min),
故答案为:0.001;
②温度升高,混合气体的颜色变深,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,则△H>0,
故答案为:>;
③a.向混合气体中通入N2O4,等效为在原平衡基础上增大压强到达的平衡,平衡逆向移动,N2O4的体积分数增大,故a正确;
b.正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,N2O4的体积分数减小,故b错误;
c.向混合气体中通入NO2,等效为在原平衡基础上增大压强到达的平衡,N2O4的体积分数增大,故c正确;
d.使用高效催化剂缩短到达平衡的水解,不影响平衡移动,N2O4的体积分数不变,故d错误,
故答案为:ac;
(3)0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,由2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.1mol/L,NaNO2物质的量浓度为0.1mol/L,溶液B为0.1mol•L-1的CH3COONa溶液;
HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol•L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5mol•L-1,说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性,溶液中醋酸根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度,溶液B碱性大于A溶液,两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-),
a.溶液B碱性大于A溶液,向溶液A中加适量水,稀释溶液,碱性减弱,不能调节溶液pH相等,故a错误;
b.向溶液A中加适量NaOH,增大碱性,可以调节溶液pH相等,故b正确;
c.向溶液B中加适量水,稀释溶液碱性减弱,可以调节溶液pH相等,故c正确;
d.溶液B碱性大于A溶液,向溶液B中加适量NaOH,溶液pH更大,故d错误;
故答案为:c(NO3-)>c(NO2-)>c(CH3COO-);bc;
(4)参加反应的硝酸转化为Cu(NO32、NO、NO2,根据Cu原子守恒可知n[Cu(NO32]=n(Cu)=0.6mol,得到的NO和NO2物质的量相同,根据电子转移守恒,则:3n(NO)+n(NO2)=0.6mol×2,故n(NO)=n(NO2)=0.3mol,根据氮原子守恒,可知n(HNO3)=2n[Cu(NO32]+n(NO)+n(NO2)=0.6mol×2+0.3mol+0.3mol=1.8mol,
故答案为:1.8mol.

点评 本题考查热化学方程式书写、化学反应速率计算、化学平衡影响因素、盐类水解、氧化还原反应计算等,注意等效思想在化学平衡移动中应用,守恒思想在化学计算中应用.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.现有①硫酸镁  ②硝酸钡 ③氢氧化钠  ④氯化铜 ⑤氯化钾 五种溶液,不用任何其他试剂也可鉴别,且鉴别出来的先后顺序正确的是(  )
A.④③①②⑤B.④⑤③②①C.④③②①⑤D.④②③①⑤

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.以工业废铁屑为原料生产氧化铁红颜料并进行适当的综合利用,其主要流程如图:

已知:FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的悬浊液.
(1)写出在空气中煅烧沉淀的化学反应方程式:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(2)本流程中产生的CO2和H2,在催化剂作用下按体积比1:1合成一种重要的有机化工原料R,该合成符合绿色化学要求.已知液体R的燃烧热为254.6 kJ/mol,则R完全燃烧的热化学方程式为HCOOH(l)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)+H2O(g);△H=-254.6kJ/m.
(3)在FeSO4溶液中加入(NH42SO4固体可制备摩尔盐晶体[(NH42SO4•FeSO4•6H2O](相对分子质量392),该晶体比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇.
①为洗涤(NH42SO4•FeSO4•6H2O粗产品,下列方法中最合适的是D
A.用冷水洗                             B.先用冷水洗,后用无水乙醇洗
C.用30%的乙醇溶液洗             D.用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度,称取a g产品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定.每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如表:
实验次数第一次第二次第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL25.5225.0224.98
KMnO4溶液应盛装在酸式滴定管中,滴定过程中发生反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O滴定终点的现象是最后一滴滴入,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色通过实验数据计算的该产品纯度为$\frac{980c}{a}×100%$(用字母ac表示).上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次,其原因可能是BC
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗
D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.如图1,天宫二号空间实验室已于2016 年9月15日22时04分在酒泉卫星发射中心发射成功.请回答下列问题:

(1)耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件.石英玻璃的成分是SiO2(填化学式),该物质的类别属于酸性氧化物(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”),实验室中不能用玻璃塞试剂瓶盛放KOH溶液,原因是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O(用离子方程式表示)
(2)“碳纤维复合材料制品”应用于“天宫二号”的推进系统.碳纤维复合材料具有重量轻、可设计强度高的特点.碳纤维复合材料由碳纤维和合成树脂组成,其中合成树脂是高分子化合物,则制备合成树脂的反应类型是聚合反应.
(3)太阳能电池帆板是“天宫二号”空间运行的动力源泉,其性能直接影响到“天宫二号”的运行寿命和可靠性.
①天宫二号使用的光伏太阳能电池,该电池的核心材料是Si,其能量转化方式为太阳能转化为电能.
②如图2是一种全天候太阳能电池的工作原理:太阳照射时的总反应为V3++VO2++H2O=V2++VO2++2H+,则负极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+;夜间时,电池正极为b(填“a”或“b”).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.有短周期X、Y、Z、M、W为五种短周期元素.其中X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g/L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的一半.下列说法正确的是(  )
A.原素Z、W的简单离子的电子层结构不同
B.Y的最高价氧化物的水化物能与其简单气态氢化物反应生成盐且显碱性
C.由X元素形成的单质不一定是原子晶体
D.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:多选题

10.短周期元素X、Y、Z、W、Q在周期表中相对位置如图,其中元素X是地壳中含量最高的元素,下列说法正确的是(  )
   X
 Z  Q
A.阴离子的还原性:W2-<Q-<Y-
B.常温下,X2与W的单质间化合反应不能自发进行
C.ZX2是两性氧化物
D.Y的氢化物可用来篆刻玻璃

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.2015年,我国女药学家屠呦呦因发现了青蒿素( C15H22Os)而获得诺贝尔奖,青蒿素的一种化学合成路线如图:

(1)化合物D的分子式为C20H28O2,D中含有的官能团名称是羰基、醚键.
(2)合成A常用到原料,现有相对分子质量最小的该原料的同系物X,检验X中碳碳双键的操作方法取试样X于试管中,加入足量新制氢氧化铜悬浊液加热,出现砖红色沉淀后取上清液滴加适量稀硫酸,再加入溴水,若溴水褪色,说明X中含有碳碳双键,写出X与银氨溶液发生的离子反应方程式CH2=CHCHO+2Ag(NH32++2OH-$\stackrel{△}{→}$CH2CHCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O.
(3)B-C的反应类型为消去反应.
(4)E-F的过程中常用HSCH2CH2CH2SH对E进行官能团保护,含-SH(巯基)叫硫醇,根据系统命名法,HSCH2CH2CH2SH的名称是1,3-丙二硫醇
(5)同时满足以下条件的青蒿素的同分异构体共有2种.
①常温下,能与NaHCO3溶液反应;②能与FeCl3溶液发生显色反应;③1mol该物质与足量的Na反应,产生2mol H2;④质谱与红外表明分子中含2个基团;
⑤苯环上只有一种化学环境的氢.
(6)参考上述合成路线,写出由苯甲醛和乙醇为原料,经三步制备3-苯基丙烯醛的合成路线(无机试剂任选). 合成路线示例是:CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.运用化学反应原理研究碳、氮、硫等单质及其化合物的反应有重要的意义.
(1)CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g)═CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图1所示.

完成下列填空:
①图中曲线a表示的是H2O的体积分数.
②图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=37.5%.
(2)25° C,H2SO3和H2CO3两种酸的电离平衡常数如表.
  K1K2 
 H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
 H2CO3 4.4×10-7 4.7×10-11
将足量的NaHSO溶液加人到Na2CO3溶液中,反应的离子方程式为CO32-+HSO3-=HCO3-+SO32-
(3)工业上用可溶性碳酸盐提取锶时,先将SrSO4转化为难溶弱酸盐,再处理.
SrSO4?Sr2+(aq)+SO${\;}_{4}^{2-}$(aq)  Ksp=2.5×10-7
SrCO3?Sr2+(aq)+CO${\;}_{3}^{2-}$(aq)  Ksp=2.5×10-9
则SrSO4转化为SrCO3反应的平衡常数值为100
(4)图2是一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理示意图,同时处理有机废水和硝酸盐废水,并获得淡水,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示.
①产生N2的电极为电池的正极(填“正”或“负”).
②生成X(气体)的电极上发生的电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:推断题

6.有以下一系列反应,最终产物为乙二酸.
A$→_{Br_{2}}^{光照}$B$→_{△}^{NaOH/醇}$C$\stackrel{溴水}{→}$D$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$E$→_{△}^{O_{2},催化剂}$F$→_{△}^{O_{2},催化剂}$乙二酸(HOOC-COOH)
试回答下列问题:
(1)C的结构简式是CH2=CH2B→C的反应类型消去反应
(2)E与乙二酯发生酯化反应生成环状化合物的化学方程式是CH2OHCH2OH+HOOCCOOH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+2H2O.
(3)由B发生水解反应或C与H2O发生加成反应均生成化合物G.在乙二酸、水、苯酚和G 4种分子中,羟基上氢原子的活泼性由强到弱的顺序是HOOCCOOH>C6H5OH>H2O>CH3CH2OH.

查看答案和解析>>

同步练习册答案