【题目】消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
(1)化学上采用NH3处理NxOy不仅可以消除污染,还可作为工业生产的能量来源。
已知:![]()
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则用NH3处理NO生成氮气和气态水的热化学方程式为_______________________________。
(2)已知:
。不同温度下,向三个容器中分别投入相同量的反应物进行反应,测得不同压强下平衡混合物中
的物质的量分数如图所示。
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①M点的v正___________Q点的v正(填“>”“<”或“=”)。
②图中M点的平衡常数比N点的平衡常数___________(填“大”“小”或“相等”)
(3)水体中过量氨气(以
表示)会导致水体富营养化。
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①用次氯酸钠除去氨氮的原理如图所示。写出总反应化学方程式____________。
②该反应需控制温度,温度过高时氨氮去除率降低的原因是_____________________。
(4)氮氧化物也可用碱溶液吸收。若NO和
混合气体被NaOH溶液完全吸收,只生成一种盐,则该盐的化学式为___________;已知常温下,
,则反应
的平衡常数的数值为_____________。
(5)利用反应
(未配平)消除用电器
的简易装置如图所示。
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①a电极上的反应式为____________________________________________。
②常温下,若用该电池电解0.6L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积为___________ mL(标准状况;假设电解过程中溶液体积不变)。
【答案】4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g) △H=-1784.4kJmol-1 > 大 2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O 温度过高,加快了中间产物HClO的分解,导致氨氮去除率降低 NaNO2 5×1010 2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O 336
【解析】
(1)根据盖斯定律分析解答;
(2)①M点比Q点压强大;
②M点氨气的物质的量分数比N点大,结合放热反应分析判断;
(3)①根据原理图,NH3、NaClO是反应物,次氯酸、盐酸、氢氧化钠为中间产物,氯化钠、氮气和水是生成物,据此书写反应的化学方程式;②根据温度对中间产物HClO的影响分析解答;
(4)NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收,只生成一种盐,反应中只有N元素化合价发生变化,NO中N元素化合价为+2、NO2中N元素化合价为+4,则生成的盐中N元素化合价为+3价;根据HNO2(aq)+NaOH(aq)NaNO2(ag)+H2O(1)的平衡常数表达式结合水的离子积常数分析计算;
(5)①根据图中电子的运动方向可知,a极为负极,为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮气的反应;②根据2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑~2e-,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol/L=0.06mol,b极电极反应式为:2NO2+8e-=N2+8OH-,结合电子守恒分析计算。
(1)①2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-177kJ/mol,②4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g) △H=-1253.4kJ/mol,根据盖斯定律,将②+①×3得:4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g) △H=(-1253.4kJ/mol)+(-177kJ/mol)×3=-1784.4kJmol-1;故答案为:4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(g) △H=-1784.4kJmol-1;
(2)①M点比Q点压强大,压强增大,反应速率加快,则M点的v正>Q点的v正,故答案为:>;
②M点氨气的物质的量分数比N点大,该反应是放热反应,则M点的温度高,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,则M点的平衡常数比N点的平衡常数大,故答案为:大;
(3)①根据次氯酸钠除去氨氮的原理图可知,NH3、NaClO是反应物,次氯酸、盐酸、氢氧化钠为中间产物,氯化钠、氮气和水是生成物,所以反应的化学方程式为:2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O,故答案为:2NH3+3NaClO═N2+3NaCl+3H2O;
②温度过高时,加快了中间产物HClO的分解,导致氨氮去除率降低,故答案为:温度过高时,加快了中间产物HClO的分解,导致氨氮去除率降低;
(4)NO和NO2混合气体被NaOH溶液完全吸收,只生成一种盐,反应中只有N元素化合价发生变化,NO中N元素化合价为+2、NO2中N元素化合价为+4,则生成的盐中N元素化合价为+3价,为亚硝酸盐,因此化学式为NaNO2;反应HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(ag)+H2O(1)的平衡常数K=
=
=
=
=5×1010,故答案为:NaNO2;5×1010;
(5)①根据图中电子的运动方向可知,a极失去电子发生氧化反应,则为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮气的反应,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O,故答案为:2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O;
②电解0.6L饱和食盐水,电解反应为:2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑~2e-,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol/L=0.06mol,转移电子为0.06mol,同一串联电路转移电子数目相同,设B极消耗的NO2V,根据b极电极反应有:
2NO2 + 8e- = N2+8OH-
44.8L 8mol
V0.06mol
则V=
=0.336L=336mL,故答案为:336。
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【题目】用10mL的0.1mol·L-1BaCl2溶液恰好可使相同体积的硫酸铁、硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀,则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度之比是
A.3∶1∶1B.3∶2∶2C.1∶2∶3D.1∶3∶3
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【题目】A、B、C、D、E、F、G均为短周期主族元素,其原子序数依次增大。其中B的单质在常温下为双原子分子,它与A的单质可形成化合物X,X的水溶液呈碱性;A、D同主族,C的原子序数等于A、B原子序数之和;E是地壳中含量最高的金属元素,F元素的原子最外层比次外层少两个电子。用化学用语回答下列问题:
(1)G在元素周期表中的位置为_______________________;
(2)元素C、D、E的简单离子的半径由大到小关系为_______________________;
(3)A分别与C、F形成的氢化物沸点较高的是_________,原因_______________________;
(4)用电子式表示化合物D2C的形成过程________________________________________;
C、D还可形成化合物D2C2,D2C2含有的化学键是_______________________。
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【题目】以水为溶剂进行中和滴定的原理是:H3O++OH-=2H2O.已知液态SO2和纯水的导电性相近,因为液态SO2也会发生自离解:SO2(l)+SO2(l)
SO32-+SO2+.若以液态SO2为溶剂,用SOCl2滴定Cs2SO3,则以下叙述错误的是 ( )
A. 该滴定反应可以表示为:SO32-+ SO2+=2SO2
B. 在一定温度下,液态SO2中c(SO32-)与c(SO2+)的乘积是一个常数
C. 自离解的存在,说明SO2是离子化合物
D. 可通过导电能力变化来判断是否到达滴定终点
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【题目】下列说法正确的是
A.电解精炼铜时,若转移2NA个电子,则阳极减少的质量为64g
B.合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高H2的转化率
C.
在常温下能自发进行,则该反应的△H>0
D.常温下,
。欲使溶液中
,需调节溶液的![]()
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【题目】氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)在T℃时,将0.6molH2和0.4molN2置于容积为2 L的密闭容器中(压强为mPa)发生反应:3H2+N2
2NH3△H<0。若保持温度不变,某兴趣小组同学测得反应过程中容器内压强随时间变化如图所示:8 min内分钟NH3的平均生成速率为___mol·L-1·min-1。
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(2)仍在T℃时,将0.6molH2和0.4molN2置于一容积可变的密闭容 器中。
①下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是______(填序号)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为l:3:2
b.3v正(N2)=v逆(H2)
c.3v正(H2)=2v逆(NH3)
d.混合气体的密度保持不变
e.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②该条件下达到平衡时NH3的体积分数与题(1)条件下NH3的体积分数相比________(填“变大”“变小”或“不变”)。
③达到平衡后,改变某一条件使反应速率发生了如图所示的变化,改 变的条件可能是_________。
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a.升高温度,同时加压
b.降低温度,同时减压
c.保持温度、压强不变,增大反应物浓度
d.保持温度、压强不变,减小生成物浓度
(3)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。 氨气能将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
2NH3(g)+5NO2(g)=7NO(g)+3H2O(g)
H=-akJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)
H=-bkJ·mol-1
则NH3直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:______________。
若标准状况下NO与NO2混合气体40.32L被足量氨水完全吸收,产生标准状况下氮气42.56L。该混合气体中NO与NO2的体积之比为_______。
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【题目】一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,能说明可逆反应A (g)+3B (g)
2C (g)达到平衡的说法中,正确的组合是
①C 的生成速率和 C 的分解速率相等
②单位时间内生成 a mol A,同时生成 3a mol B
③气体密度不再变化
④ 混合气体的平均相对分子质量不变
⑤A、B、C 的物质的量之比为 1∶3∶2
A.①④B.②③⑤C.①④⑤D.④⑤
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【题目】聚酯增塑剂G及某医药中间体H的一种合成路线如图(部分反应条件略去):
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已知:
+R2OH
(1)A的名称是___________________。
(2)写出下列反应的反应类型:反应①是_____________,反应④是__________。
(3)G的结构简式为_____________________,F的分子式为_____________________。
(4)写出反应②的化学方程式____________________。
(5)C存在多种同分异构体,写出核磁共振氢谱只有两种峰的同分异构体的结构简式:
____________。
(6)仅用一种试剂就可以鉴别B、D、H,该试剂是____________。
(7)利用以上合成路线的信息,以甲苯、乙醇、乙醇钠为原料合成下面有机物
(无机试剂任选)___________。
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【题目】放热反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol·L-1,其平衡常数为K1。其他条件不变,升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则
A.若增大CO的浓度,K2 和K1都增大 B.K2 >K1
C.c2(CO)=c2(H2O) D. c1(CO)>c2(CO)
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