【题目】含氮化合物在工农业生产中有重要作用。
(1)氨和N2H4是两种常见的氮氢化合物。已知:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H1=-541.8kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ·mol-1
则NH3(g)和O2(g)制取N2H4(g)的热化学方程式为_______________
(2)二氧化氮在一定条件下能发生如下反应:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-42kJ·mol-1
在体积为2L的恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),实验所得数据如下:
实验编号 | 温度 | 起始物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
n(SO2) | n(NO2) | n(NO) | ||
甲 | T1 | 4 | 2 | 0.8 |
乙 | T2 | 2 | 4 | 0.6 |
丙 | T1 | 2 | 1 | a |
①在实验甲中,若2min时测得放出的热量是8.4kJ,该温度下的平衡常数为_______(保留到小数点后两位)
②由表中数据可推知T1_____T2(填“﹥“<”或“=”)
③实验丙中,达到平衡时NO2的转化率为_______
(3)使用间接电化学法可以处理煤烟气中的NO,反应原理如下图所示,已知电解池溶液的pH在4-7之间,写出阴极的电极反应式____________________。
【答案】 4NH3(g)+ O2(g) 2N2H4(g)+2H2O(g) △H=526.2kJmol-1 0.17 < 40% 2HSO3-+ 2e-+2H+==S2O42-+2H2O
【解析】试题分析:本题考查盖斯定律的应用,化学平衡常数的计算,图表数据的分析,电解池中电极反应式的书写。
(1)将反应编号:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H1=-541.8kJ·mol-1(①式)
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ·mol-1(②式)
应用盖斯定律,①式-②式2,得4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)2=526.2kJ/mol,则NH3(g)和O2(g)制取N2H4(g)的热化学方程式为:4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=526.2kJ/mol。
(2)①用三段式,NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
c(起始)(mol/L)1 2 0 0
c(转化)(mol/L)0.4 0.4 0.4 0.4
c(平衡)(mol/L)0.6 1.6 0.4 0.82=0.4
该温度下的平衡常数为=0.17。
②若在T1温度下,甲中起始加入2molSO2和4molNO2,根据该反应的特点可判断平衡时NO物质的量为0.8mol;T2温度下,乙中起始加入2molSO2和4molNO2,平衡时NO物质的量为0.6mol0.8mol,说明平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为放热反应,则T1T2。
③丙和甲中温度相同,丙中起始SO2、NO2物质的量为甲中的一半,丙相当于在甲的基础上将体积扩大为原来的两倍,减小压强,平衡不移动,丙中NO2的转化率与甲中相同,甲中NO2的平衡转化率为100%=40%,则丙中NO2的平衡转化率为40%。
(3)根据图中物质的流向,左边Pt电极上HSO3-转化成S2O42-,S元素的化合价从HSO3-中的+4价降为S2O42-中的+3价,左边Pt电极为阴极,阴极电极反应为2HSO3-+2e-→S2O42-,结合溶液的pH在4~7之间,原子守恒和电荷守恒,阴极电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+
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【题目】利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时,有关说法正确的是( )
A. 铝罐将逐渐被腐蚀
B. 炭粒和炭棒上发生的反应为O2+4e- = 2O2-
C. 炭棒应与玩具电机的负极相连
D. 该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻
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【题目】将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下,使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),下列说法中说明反应已达到化学平衡的是
A. 密封容器中混合气体的平均相对分子质量不变
B. 密封容器中c(NH3):c(CO2)=2:1
C. 密封容器中混合气体的密度不变
D. 密封容器中氨气的体积分数不变
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【题目】已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H<0,m+n﹥q,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是( )
A. 通入稀有气体,体系压强增大,平衡向正反应方向移动
B. 降低温度,混合气体的平均相对分子质量减小
C. 增加X的物质的量,X的转化率增大
D. 增加X的物质的量,Y的转化率增大
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【题目】化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A.SO2可用于漂白纸浆B.SiO2可用于制光导纤维
C.NaClO溶液可用于杀菌消毒D.Cu(OH) 2可用作口服制酸剂
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【题目】下列反应中,不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
B.CH4+2O2 CO2+2H2O
C.2KClO3 2KCl+3O2↑
D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
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【题目】下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
B.自发反应熵一定增大,非自发反应熵一定减小或不变
C.要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变
D.自发反应在任何条件下都能实现
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【题目】氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途、贯穿古今.
(1)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质.而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用图1表达.试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式: , 其中水为剂.
(2)过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口.关于双氧水,回答下列问题: ①下列反应中,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是
A.Na2O2+2HCl═2NaCl+H2O2 B.Ag2O+H2O2═2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2═2H2O+O2↑ D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH═2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
②保存过氧化氢的试剂瓶上最适合贴上的一个标签是图2中(填序号)
(3)焊接铜器时,可先用NH4Cl 除去其表面的氧化铜再进行焊接,该反应可表示为:4CuO+2NH4Cl 3Cu+CuCl2+N2↑+4H2O ①用双线桥标明电子转移的方向和数目 .
②该反应中,被氧化的元素是 , 氧化剂是 .
③还原剂与氧化产物的物质的量之比为 .
④反应中若产生0.2mol的氮气,则有mol的电子转移.
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