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3.偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH32NNH2(l)+2N2O4(l)═2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是N2O4
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)?2NO2(g) (Ⅱ)
当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为△H.现将1mol N2O4充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ad.

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,平衡常数不变(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=0.1mol/(L•s).
(4)NO2可用氨水吸收生成两种铵盐.其反应方程式为2NH3•H2O+2NO2═NH4NO3+NH4NO2+H2O.

分析 (1)在氧化还原反应中化合价降低的反应物是氧化剂;
(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
(3)根据达到平衡状态,各组分浓度不变,正逆反应速率相等进行判断;
化学平衡常数只与温度有关,与物质的浓度无关;根据v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$计算NO2的化学反应速率,再根据同一反应中、同一时间段内反应速率之比等于计量数之比计算v(N2O4);
(4)NO2可用氨水吸收生成两种铵盐,可生成硝酸铵和亚硝酸胺.

解答 解:(1)反应(Ⅰ)中,N2O4(l)中N元素得电子化合价降低,N2O4(l)是氧化剂,(CH32NNH2(l)中碳元素化合价升高,是还原剂,
故答案为:N2O4
(2)升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,当温度升高时,气体颜色变深,平衡向正反应方向移动,所以正反应是吸热反应即△H>0,
故答案为:吸热;
(3)a.反应方程式两边气体的质量不相等,密度不变,说明达到了平衡状态,故a正确;
b.反应过程中,反应热不会变化,不是变量,无法判断是否达到平衡状态,故b错误;
c.根据反应速率大小,无法判断正逆反应速率是否相等,故c错误;
d.四氧化二氮的转化率不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故d正确;
化学平衡常数只与温度有关,与物质的浓度无关,所以平衡常数K不变,反应3sNO2的物质的量为0.6mol,v(NO2)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.6mol}{1L}}{3s}$=0.2mol/(L•s),则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=0.1mol/(L•s),
故答案为:ad;不变;0.1mol/(L•s);
(4)NO2可用氨水吸收生成两种铵盐,可生成硝酸铵和亚硝酸胺,反应的化学方程式为2NH3•H2O+2NO2═NH4NO3+NH4NO2+H2O,
故答案为:2NH3•H2O+2NO2═NH4NO3+NH4NO2+H2O.

点评 本题考查较为综合,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,题目涉及氧化还原反应的概念判断,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,化学反应速率的计算分析,综合性较大,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:选择题

8.在含少量 H2SO4 的 Al2(SO43 溶液中缓缓通入氨气,横坐标为溶液中通入的氨气的物质的量,纵坐标为生成的沉淀的量,其中图象正确的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列说法正确的是(  )
A.氧化还原反应一定属于四大基本反应类型
B.氧化还原反应中,反应物不是氧化剂就是还原剂
C.在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂既可以是不同物质也可以是同种物质
D.失电子越多,还原性越强,得电子越多,氧化性越强

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂,经测定氢氧化钠的质量分数约为82%,为了验证其纯度,用浓度为0.1mol•L-1的盐酸进行滴定,完成下列问题:
(1)称取5.0g该氢氧化钠固体样品,配成500mL溶液备用;
(2)将标准盐酸装在酸式滴定管中,调节液面位置在“0”刻度以下,并记录下刻度;
(3)取25.00mL待测液.该项实验操作使用的主要仪器有(除锥形瓶外)碱式滴定管,用酚酞作指示剂时,滴定到溶液颜色由红色刚好变成无色为止;
(4)某同学根据三次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数待测氢氧化钠溶液的体积/mL0.1000mol•L-1盐酸的体积/mL
滴定前刻度滴定后刻度溶液体积/mL
第一次25.000.0026.1126.11
第二次25.001.5630.3028.74
第三次25.000.2226.3126.09
请选用其中合理数据列出氢氧化钠溶液物质的量浓度(计算结果保留4位有效数字):c(NaOH)=0.1044mol/L.
(5)由于错误操作,使得上述所测氢氧化钠溶液的浓度偏高的是CD(填写编号)
A.中和滴定达终点时俯视滴定管内液面度数
B.碱式滴定管用蒸馏水洗净后立即取用25ml待测碱溶液注入锥形瓶进行滴定
C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后立即装标准溶液来滴定
D.把配好的标准溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中然后用来滴定.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3•6H2O)的工艺流程如下:

回答下列问题:
Ⅰ(1)SO2可用NaOH溶液吸收,过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目分别是使氧化铁溶解为氯化铁、抑制Fe3+水解.
(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为Cl2,HCl(写化学式).
Ⅱ已知:CuCl2溶液中含有少量杂质FeCl2,为制备纯净的CuCl2•2H2O晶体,拟定实验步骤如图所示:

且已知:Fe2+沉淀的pH范围为7.0~9.0;Fe3+沉淀的pH范围为1.9~3.2;Cu2+沉淀的pH范围为4.7~6.7
请回答下列问题:
(4)步骤Ⅰ中,将Fe2+转化为Fe3+最好选用下列氧化剂中的C(填字母).
A.K2Cr2O7          B.NaClO       C.H2O2 D.HNO3
该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O.
(5)在步骤Ⅱ中,加入Y的目的是为了调节溶液的PH以促使Fe3+沉淀完全,pH范围应为3.2≤pH<4.7Y可以是下列物质中的C(填字母).
A.NaOH                 B.Cu               C.Cu2(OH)2CO3
(6)步骤Ⅲ应控制的实验条件是将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体,同时通入氯化氢气体防止水解.

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8.在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
①尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ•mol-1
②已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1,则NO分子中化学键的键能为631.25kJ•mol-1
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:

时间/s012345
c(NO)×(10-4mol•L-110.04.502.501.501.001.00
C(CO)×(10-3mol•L-13.603.052.852.752.702.70
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①前3s内的平均反应速率v (N2)=1.42×10-4mol•L-1•s-1
②在该温度下,反应的平衡常数K=5000.(只写出计算结果)
③该可逆反应△S<0(填“>”、“<”或“=”),在低温(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行.
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.下列说法错误的是B

A.负极的电极反应式为:CO+O2--2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛.某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究.

(1)仪器B的名称是分液漏斗.安装F中导管时,应选用图2中的b.
(2)打开B的活塞,A中发生:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O.
为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜慢(填“快”或“慢”).
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是吸收Cl2
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示,若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ,原因是稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

12.氢能是高效、清洁能源,制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路.燃料水蒸气重整法是一种有效、经济、广泛采用的制氢方法,它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的
(1)在催化剂作用下,天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气,已知该反应每制得2g氢气需要吸收6.88×102kJ热量.写出该反应的热化学方程式CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2.1×103kJ•mol-1或$\frac{1}{3}$CH4(g)+$\frac{1}{3}$H2O(g)=$\frac{1}{3}$CO(g)+H2(g)△H=+6.88×102kJ•mol-1
(2)CO可继续与水蒸气反应:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=-41.0kJ•mol-1.若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应写出该反应的方程式CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g);
(3)欲制得较纯净的氢气可将(2)中充分反应后的气体通过足量的烧碱溶液,写出该反应的离子方程式2OH-+CO2=CO32-+H2O;
(4)将(2)的反应放在固定容器中,反应过程中压强怎样变化(填变大,不变,减小)不变.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.在恒温2L密闭容器中通入气体X并发生反应:2X(g)═Y(g)△H<0,X的物质的量n(x)随时间t变化的曲线如图所示(图中的两曲线分别代表有无催化剂的情形),下列叙述正确的是(  )
A.实线表示使用催化剂的情形
B.b、c两点表明反应在相应条件下达到了最大限度
C.反应从开始到a点的平均反应速率可表示为v(Y)=0.01mol/(L•min)
D.反应进行到a点时放出的热量大于反应进行到b点时放出的热量

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同步练习册答案