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15.氮元素是地球大气中含量最多的元素.
(1)氮元素和碳元素一样也存在一系列氢化物并有广泛应用.例如:NH3、N2H4、N3H5、N4H6….
①写出该系列氢化物的通式:NnHn+2(n≥2).
②N4H5Cl的同分异构体有3 种.
(2)NH3、OH-、H2O结合质子(H+)的能力由强到弱的顺序是OH->NH3>H2O,其理由用两个反应的离子方程式表示为NH4++OH-=NH3+H2O和NH3+H3O+=NH4++H2O.
(3)在碱性介质中,用N2H4与NO2可组合制成燃料电池,产物中无污染物,试写出该电池正极的电极反应式4H2O+2NO2+8e-=N2+8OH-
(4)①CaCO3和适量稀HNO3溶液反应时,每产生4.4g气体(不考虑气体溶解),放热akJ,则该反应的热化学方程式为CaCO3(s)+2HNO3(aq)=Ca(NO32(aq)+H2O(l)+CO2(g)△H=-10a kJ/mol
②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液,测得pH变化曲线如图所示.

请用离子方程式表示B-C段发生的反应:Ca2++CO32-=CaCO3↓.

分析 (1)①根据氮原子和氢原子个数之间的关系确定氢化物的通式;
②N4H6的同分异构分子中氢原子相同、NH2-NH-NH-NH2,分子中两种氢原子,一氯代物有三种结构说明有机物中含有三种类型的氢原子;
(2)对应的碱越强,则得到质子的能力越强;
(3)用N2H4与NO2可组合制成燃料电池,产物中无污染物,即为氮气和水,原电池的正极上发生得电子的还原反应;
(4)①每产生4.4g 气体(不考虑气体溶解),放热a kJ,每产生44g 气体(不考虑气体溶解),放热10a kJ;
②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,含氯化钙,逐滴滴入碳酸钠溶液,由B-C段pH=7,可知反应生成碳酸钙沉淀和NaCl.

解答 解:(1)①根据氮原子和氢原子个数之间的关系:氢原子个数比氮原子个数多2,所以通式表示为:NnHn+2(n≥2),故答案为:NnHn+2(n≥2);
②依据氮原子连接方式不同得到不同的结构,N4H6的同分异构分子中氢原子相同、NH2-NH-NH-NH2,分子中两种氢原子,则N4H5Cl的同分异构体有3种
故答案为:3;
(2)微粒在溶液中的碱性为:OH->NH3>H2O,则碱性越强得到质子的能力越强,则结合质子能力:OH->NH3>H2O,理由用两个反应的离子方程式表示为NH4++OH-=NH3+H2O,NH3+H3O+=NH4++H2O,
故答案为:OH->NH3>H2O,NH3+H3O+=NH4++H2O;
(3)用N2H4与NO2可组合制成燃料电池,产物中无污染物,即为氮气和水,二氧化氮中氮元素化合价降低,在原电池的正极上时二氧化氮发生得电子的还原反应:4H2O+2NO2+8e-=N2+8OH-,故答案为:4H2O+2NO2+8e-=N2+8OH-
(4)①每产生4.4g 气体(不考虑气体溶解),放热a kJ,每产生44g 气体(不考虑气体溶解),放热10a kJ,热化学方程式为:CaCO3(s)+2HNO3(aq)=Ca(NO32(aq)+H2O(l)+CO2(g)△H=-10a kJ/mol
故答案为:CaCO3(s)+2HNO3(aq)=Ca(NO32(aq)+H2O(l)+CO2(g)△H=-10a kJ/mol;
②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,含氯化钙,逐滴滴入碳酸钠溶液,由B-C段pH=7,可知反应生成碳酸钙沉淀和NaCl,离子反应为Ca2++CO32-=CaCO3↓,故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓.

点评 本题考查较综合,涉及元素周期表的结构及应用、结合质子能力的比较及应用、原电池原理分析、离子反应及图象分析等,注重高频考点的考查,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:填空题

5.乙烯来自石油的重要化工原料,其产量是一个国家石油化工水平的标志.请回答:
(1)乙烯大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有两种:
工艺一:

工艺二:

根据绿色化学的原则,理想的生产工艺是原子经济性好的反应,因此,在实际生产中,应采用工艺二更环保、更经济.
(2)乙烯为原料还可以合成很多的化工产品.试根据下图回答有关问题:

Ⅰ、有机物 A 是乙醇,B是乙醛,C是乙酸(填名称).
Ⅱ、写出图示反应②③的化学方程式,并指明反应类型:
②CH3CH2OH+CH3COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O;反应类型:酯化反应
;反应类型:加聚反应.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列物质:①乙烷;②苯;③聚氯乙烯;④2-丁炔;⑤环己烷;⑥邻二甲苯;⑦3-甲基-1-戊烯.其中能使酸性KMnO4溶液褪色,也能与溴水发生化学反应而褪色的是(  )
A.③④⑤⑦B.③④⑦C.④⑦D.④⑥⑦

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:

(1)B结构中含氧官能团的名称为羰基、醚键.
(2)反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2,X的结构简式为
(3)反应②和④的反应类型分别为还原反应、取代反应.
(4)A的名称为溴苯;经查阅资料发现A在一定条件下可以与氢氧化钠溶液发生反应,其方程式为+2NaOH$\stackrel{一定条件}{→}$+NaBr+H2O.
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Ⅰ.能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应.
Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环.
写出该同分异构体的结构简式
(6)下列有关非诺洛芬的说法正确的是bc
a.非诺洛芬的分子式为C15H16O3                   b.非诺洛芬可以发生取代反应
c.1mol非诺洛芬最多可以和6molH2发生加成反应    d.非诺洛芬的结构中有6条π键.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.有一种pH=12的NA.OH 溶液100mL,要使它的pH值降到11:
(1)如果加入蒸馏水,应加900mL.﹙不考虑溶液体积效应,下同﹚
(2)如果加入pH=10的NaOH 溶液,应加1000mL.
(3)如果加入0.1mol•L-1的盐酸,应加8.91mL.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.合理地开发和利用资源、能源,节能减排,保护环境,是人类社会可持续发展的基础.氢气是理想的能源之一,科学家最近研制出利用太阳能产生激光、并在二氧化钛( TiO2)表面使海水分解得到氢气的新技术.
(1)水分子分解时,断裂的化学键是H-O键,此时需要吸收(填“放出”或“吸收”)能量.水分解生成氢气和氧气的反应属于吸热(填“放热”或“吸热”)反应.
(2)氢气是理想的清洁燃料的原因主要有:一是其完全燃烧放出的热量是等质量汽油完成燃烧放出热量的3倍多,二是制取它的原料是水、资源不受限制,三是它燃烧的产物是水,不会污染环境.生物质含有葡萄糖、淀粉和纤维素等糖类,也称碳水化合物,绿色植物将二氧化碳和水变成碳水化合物的过程称为光合作用.
(3)氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气.下列有关制取氢气的研究方向可行的是c(填字母).
a.组成水的氢、氧都是可燃的,可以研究在水不分解的情况下,使氢气成为燃料
b.寻找高效的催化剂,使水分解产生氢气,同时释放出热量
c.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
d.寻找更多的化石燃料,利用其燃烧放热,使水分解产生氢气
(4)汽车或某些工业生产的尾气中含有的氮氧化物NOx(即NO和NO2的混合物),对生态环境和人类健康带来较大的威胁.
①大量的氮氧化物排放到空气中会导致的主要环境问题有形成酸雨、光化学烟雾或破坏臭氧层(填-项).
②已知在催化剂和加热条件下,NO与NH3反应的化学方程式为:6NO+4NH3$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$5N2+6H2O
某研究小组按下列过程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能:

若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞试液的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同).为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是溶液显色所需要的时间.
③工业上常用Na2CO3溶液吸收处理某些尾气中的NOx.己知:
NO不能直接与Na2CO3溶液反应;
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2
2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
则当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的取值范围是2>x≥1.5(或x≥1.5).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下列物质是电解质的为(  )
A.硫黄B.硫酸钠C.酒精D.硝酸钾溶液

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.1836年,俄国籍瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关,而与其中间步骤无关.按此规律,结合下述反应的热化学方程式,回答问题.
已知:①NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)△H=-176kJ/mol
②NH3(g)═NH3(aq)△H=-35.1kJ/mol
③HCl(g)═HCl(aq)△H=-72.3kJ/mol
④NH3(aq)+HCl(aq)═NH4Cl(aq)△H=-52.3kJ/mol
⑤NH4Cl(s)═NH4Cl(aq)△H=?
则第⑤个热化学方程式中的反应热是+16.3 kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.吸烟者从烟中吸入的主要毒素有CO、致癌物烟焦油,还有(  )
A.尼古丁B.CO2C.H2SD.NH3

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