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(14分)氮的化合物是中学化学的重要物质,与人类生活密切相关。
(1)金属与不同密度的硝酸溶液反应所得的还原产物比较复杂,如图所示:

请写出铁与密度为1.35 g.m的硝酸反应的化学方程式:______________________.
(2)亚硝酸钠是一种致癌物质,它在中性或碱性条件下是稳定的,酸化后能氧化碘化钾生成棕色溶液和NO,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____。
(3)如图甲为NO2和C0反应生成CO2和NO过程的能量变化示意图,请写出该反应的热化学方程式:__________________________________________________________.

(4)已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。现将一定量的NO2和N2O4混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中发生上述反应,反应物的浓度随时问变化关系如图乙所示。
①前10 min内用NO2表示的平均反应速率v(NO2)=        ;上述反应的平衡常数K=__________。
②反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是________________________.
③若要使上述反应的平衡常数K增大,采取的措施是_________________。
A.加入催化剂B.缩小容器体积C.降低温度D.再加入一定量的NO2
(14分)
(1)4Fe+18HNO3="4" Fe(NO3)3+3NO2↑+3NO↑+9H2O;(2分)
(2)1:1(2分)
(3)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol(2分)
(4)①0.04 mol·L-1·min-1;(2分)0.9375;(2分)②增大容器体积;(2分)③C(2分)

试题分析:(1)由图可知Fe与密度为1.35 g·mL-1的硝酸反应的气体产物是NO2、NO,且二者的物质的量相等,所以该反应的化学方程式为4Fe+18HNO3="4" Fe(NO3)3+3NO2↑+3NO↑+9H2O;
(2)亚硝酸钠酸化后能氧化碘,其中亚硝酸钠作氧化剂,碘化钾作还原剂,2NO2-~2NO,得2个电子,2I-~I2,失去2个电子,根据得失电子守恒规律,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1;
(3)由图甲判断NO2和C0反应生成CO2和NO过程为放热反应,△H=E1-E2=-234kJ/mol,所以该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol;
(4)①根据乙图可知,浓度增大的曲线表示NO2,前10 min内NO2的浓度由0.4mol·L-1增大到0.8 mol·L-1,浓度的改变量是0.4 mol·L-1,所以前10 min内用NO2表示的平均反应速率
v(NO2)="0.4" mol·L-1/10min="0.04" mol·L-1·min-1;平衡时NO2和N2O4的浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L,所以K=0.6mol/L/0.82mol/L=0.9375;
②由图分析,NO2和N2O4的浓度都瞬间减小,若是温度的改变则其中一种物质的浓度肯定比原平衡时的浓度大,与图不符;若减小体积,则2种物质的浓度都要增大,所以只能是增大容器的体积,2种物质的浓度都减小;此题中不能答减小压强,因为压强的改变有多种途径,对物质浓度的影响也不一样;
③K是温度常数,只随温度变化,K=c(N2O4)/c2(NO2),所以要使K增大则需减小NO2的浓度增大N2O4的浓度,平衡正向移动,所以采取的措施只能是降低温度,答案选C。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池之一,其基本组成及反应原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.该系统中只存在化学能和电能的相互转化
B.在移位反应器中,反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(ΔH>0),若温度越高,则v(CO)越大
C.改质器和移位反应器的作用是将CxHy转化为H2和CO2
D.该电池正极的电极反应为O2+4H+4e=2H2O

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(18分)碱金属元素的单质及其化合物被广泛应用于生产、生活中。

②一定量的Na在足量O2中充分燃烧,参加反应的O2体积为5.6 L(标准状况),则该反应过程中转移电子的数目为_________。
(2)金属锂广泛应用于化学电源制造,锂水电池就是其中的一种产品。该电池以金属锂和 钢板为电极材料,以LiOH为电解质,加入水即可放电。
总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2
①锂水电池放电时,向_________极移动。
②写出该电池放电时正极的电极反应式:_________________。
③电解熔融LiCl可以制备金属Li。但LiC1熔点在873 K以上,高温下电解,金属Li产量极低。经过科学家不断研究,发现电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li。
你认为,熔盐混合物中KCl的作用是_________________________________________。
写出电解该熔盐混合物过程中阳极的电极反应式:______________________________。
(3)最新研究表明,金属钾可作工业上天然气高温重整的催化剂,有关反应为:
。一定温度下,向2 L容积不变的密闭容器中充入4 mol 和6 mo1 H2O(g)发生反应,10 min时,反应达到平衡状态,测得CH4(g)和H2(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

①0~10 min内用(CO)表示的化学反应速率为_________。
②下列叙述中,能够证明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。
a.生成3 molH-H键的同时有4 molC-H键断裂
b.其他条件不变时,反应体系的压强保持不变
c.反应混合气体的质量保持不变
d.
③此温度下,该反应的化学平衡常数K=_________mo12·L-2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则?H    0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。

若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数     (填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为____________________(写出一条措施即可)。
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是____________(填代号)。(已知氧化性:)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2形态进入电解液中,如图所示。硫化镍与电源的____________(填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(14分)氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
   
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)加速卤块在H2O2溶液中溶解的措施有:          (写出一条即可)。
(2)加入MgO的作用是          ;滤渣的主要成分为            
(3)向滤液中加入NaClO3饱和溶液后,发生反应的化学方程式为            ,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为①蒸发结晶;②     ;③____;④过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.l000 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点,此过程中反应的离子方程式为:
步骤4:将步骤2、3重复两次,计算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式(还原产物为Cl):              
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为(保留一位小数)            

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知反应4NH3+5O24NO+6H2O,若在反应开始后5s~10s之间的反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列判断正确的关系是(  )。
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O)D.v(O2)=v(NO)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(14分) (1)在恒温,容积为1 L恒容中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:________________________________
______________________________________________________________________。
②ΔH2=__________kJ·mol-1
③在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为______________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O(g)2H2+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O(g)CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1

③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即
图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10-2
2.4×10-4
1×10-5
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应ΔS<0
C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列有关化学概念或原理的论述中,正确的是
A.任何一个氧化还原反应都可以设计为电池,输出电能
B.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生氧化反应
C.电解饱和食盐水的过程中,水的电离平衡正向移动
D.任何可逆反应,其平衡常数越大,反应速率、反应物的转化率就越大

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(过量)酸性溶液40.0ml混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如右图。据图分析,下列判断不正确的是
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0 ×10-5mol·L-1·s-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂

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