【題目】氮的氫化物NH3、N2H4等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
(1)液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視。它在安全性、價格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢。氨的燃燒實驗涉及下列兩個相關(guān)的反應(yīng):
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) △H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H2
則反應(yīng) 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H= 。(請用含有△H1、△H2的式子表示)
(2)合成氨實驗中,在體積為3 L的恒容密閉容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定條件下合成氨,平衡時僅改變溫度測得的數(shù)據(jù)如下表所示:
溫度(K) | 平衡時NH3的物質(zhì)的量(mol) |
T1 | 2.4 |
T2 | 2.0 |
已知:破壞1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化學(xué)鍵消耗的總能量小于破壞2 mol NH3(g)中的化學(xué)鍵消耗的能量。
①則T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。
②在T2 K下,經(jīng)過10min達到化學(xué)平衡狀態(tài),則0~10min內(nèi)H2的平均速率v(H2)= ,平衡時N2的轉(zhuǎn)化率α(N2)= 。
③下列圖像分別代表焓變(△H)、混合氣體平均相對分子質(zhì)量()、N2體積分?jǐn)?shù)φ(N2)和氣體密度(ρ)與反應(yīng)時間的關(guān)系,其中正確且能表明該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 。
(3)某N2H4(肼或聯(lián)氨)燃料電池(產(chǎn)生穩(wěn)定、無污染的物質(zhì))原理如圖1所示。
①M區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。
②用上述電池做電源,用圖2裝置電解飽和氯化鉀溶液(電極均為惰性電極),設(shè)飽和氯化鉀溶液體積為500mL,當(dāng)溶液的pH值變?yōu)?/span>13時(在常溫下測定),若該燃料電池的能量利用率為80%,則需消耗N2H4的質(zhì)量為 g(假設(shè)溶液電解前后體積不變)。
【答案】(1)(3△H1+2△H2)/5(2分)(2)①<(2分) ②0.1mol·L-1·min-1 (2分) 25%(2分)
③BC(2分)(3)①N2H4-4e-=N2↑+4H+(2分) ②0.5(3分)
【解析】
試題分析:(1)①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1;②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH2;根據(jù)蓋斯定律可知(①×3+②×2)/5得4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) 則 ΔH=(3ΔH1+2ΔH2)/5;
(2)破壞1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化學(xué)鍵消耗的總能量小于破壞2 mol NH3(g)中的化學(xué)鍵消耗的能量,說明合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
①由表中數(shù)據(jù)可知,T1對應(yīng)的氨氣平衡時物質(zhì)的量大,說明T1的溫度低;則T1<T2;
②T2K下,經(jīng)過10min達到化學(xué)平衡狀態(tài),則
N2+3H22NH3
開始量(mol) 4 9 0
轉(zhuǎn)化量(mol) 1 3 2
平衡量 mol) 3 6 2
則0~10min內(nèi)H2的平均速率v(H2)=△c/△t==0.1mol·L-1·min-1;
平衡時N2的轉(zhuǎn)化率α(N2)=×100%=25%;
③在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A、對于具體的化學(xué)方程式反應(yīng)熱是不變,因此反應(yīng)熱不變不能表明該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A錯誤;B、混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值,質(zhì)量不變,但物質(zhì)的量是變化的,所以當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化時,能表明該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B正確;C、當(dāng)?shù)獨夂坎辉侔l(fā)生變化時,可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;D、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的,即密度始終是不變,D錯誤,答案選BC。
(3)①原電池中陽離子移向正極,由氫離子的移動方向可知,M區(qū)為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-=N2↑+4H+;
②用惰性電極,電解飽和氯化鉀溶液當(dāng)pH值變?yōu)?3時,c(OH-)=0.1mol/L,n(OH-)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol,設(shè)需消耗N2H4的質(zhì)量為xg,則
N2H4~4e-~4OH-
32 4
x×80% 0.05mol
解得x=0.5g。
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【題目】己知X、Y、Z、Q、R是原子序數(shù)依次增大的短周期元素,X和Q位于同主族,Y、Z、R在元素周期表中的相對位置如圖所示,其中Q與R屬于同周期.且R的單質(zhì)常溫下是一種黃綠色氣體,X2Z2分子和R-離子具有相同的電子數(shù),請回答:
(1)Y元素位于周期表中的第__________族,
(2)化合物Q2Z2中含有的化學(xué)鍵類型有__________。
(3)用電子式表示化合物QR的形成過程:__________。
(4)Y2X4與AgNO3溶液反應(yīng)可生成Ag、Y2和硝酸,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________。
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【題目】A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序數(shù)依次增大,A、B處于同一周期,C、D、E同處另一周期。C、B可按原子個數(shù)比2:1和1:1分別形成兩種離子化合物甲和乙。A原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多3個。E是地殼中含量最高的金屬元素。根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1) D元素在周期表中的位置是________,中子數(shù)為14的E原子可表示為________。
(2)寫出由A和C形成的化合物的化學(xué)式 ,該化合物由 鍵形成。
(3) A、B、C、D、E五種元素的離子半徑由小到大的順序是________(用離子符號填寫)。
(4)寫出實驗室制取A的氣態(tài)氫化物的化學(xué)方程式:________________________________。
(5)簡述比較D與E金屬性強弱的實驗方法:_____________________。
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【題目】有A、B、C、D、E五種短周期元素,它們的核電荷數(shù)按C、A、B、D、E的順序增大。C、D都能分別與A按原子個數(shù)比為1∶1 或2∶1形成化合物;CB可與EA2反應(yīng)生成C2A與氣態(tài)物質(zhì)EB4;E的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍。
(1)寫出這五種元素的名稱:A ,B ,C ,D ,E 。
(2)畫出E的原子結(jié)構(gòu)示意圖 ;寫出電子式D2A2 ;EB4 。
(3)比較EA2與EB4的熔點高低(填化學(xué)式) > 。
(4)寫出D單質(zhì)與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式 。
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【題目】從樟科植物枝葉提取的精油中含有下列甲、乙兩種成分:
(1)乙中所含官能團的名稱為 ;
(2)由甲轉(zhuǎn)化為乙需經(jīng)下列過程(已略去各步反應(yīng)的無關(guān)產(chǎn)物,下同):
設(shè)計步驟①的目的是 ;指出①的反應(yīng)類型 ;反應(yīng)②的化學(xué)方程式為 (注明反應(yīng)條件)。
(3)欲檢驗乙中的含氧官能團,選用下列的一種試劑是__________。
A.溴水 B.酸性高錳酸鉀溶液 C.溴的CCl4溶液 D.銀氨溶液
(4)乙經(jīng)過氫化、氧化得到丙()。寫出同時符合下列要求的丙的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式__________________、_________________
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);
③核磁共振氫譜圖上產(chǎn)生4個吸收峰。
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【題目】原電池是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。某興趣小組為研究原電池原理,設(shè)計如圖裝置:
(1)a和b不連接時,燒杯中現(xiàn)象是 。
(2)a和b用導(dǎo)線連接,Cu極為原電池_________極(填“正”或“負(fù)”),
電極反應(yīng)式為: ;溶液中H+移向____________
(填“Cu”或“Zn”)極。電池總反應(yīng)式為: 。
若電解質(zhì)溶液改為AgNO3溶液,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時,則理論上Cu片質(zhì)量變化為___ ___g。
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【題目】右圖是鋼鐵在潮濕空氣里發(fā)生電化學(xué)腐蝕的示意圖,發(fā)生的反應(yīng)為:
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2。Fe(OH)2繼續(xù)被氧化為Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3脫水生成鐵銹。請根據(jù)圖示,回答下列問題:
(1)在上述電化學(xué)腐蝕中,碳(C)作 極。
(2)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式 。
(3)工業(yè)上,常在鋼鐵設(shè)備的表面涂一層油,其作用是 。
A.減少鋼鐵與空氣和水的接觸,防止在鋼鐵表面形成微小原電池
B.隔絕鋼鐵與空氣和水的接觸,阻止在鋼鐵表面形成微小電解池
C.潤滑設(shè)備,防止灰塵污染
D.防止人為接觸設(shè)備,避免設(shè)備腐蝕
(4)如果將長期浸泡在河水中的鋼鐵閘門與外電源連接防腐,應(yīng)將閘門連接外部直流電源的 極。
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【題目】實驗室通常用無水乙醇和濃硫酸加熱到170℃制取乙烯,反應(yīng)方程式為:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O。若溫度過高或加熱時間過長,制得的乙烯往往混有CO2、SO2、H2O(g)。
(1)試用下圖所示的裝置設(shè)計一個實驗,驗證制得的氣體中含有雜質(zhì)氣體:二氧化碳,二氧化硫和水蒸氣,按氣流的方向,各裝置的連接順序是 。
(2)實驗時若觀察到:①中A瓶中溶液褪色,B瓶中溶液顏色逐漸變淺,C瓶中溶液不褪色,則B瓶的作用是 ,C瓶的作用是 。
(3)若氣體通過裝置③中所盛溶液時,產(chǎn)生白色沉淀,它可以用來驗證的氣體是____。
(4)裝置②中所加的試劑名稱是____ _______。
(5)乙烯在一定條件下能制得聚乙烯,寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式: 。
(6)某同學(xué)做此實驗時發(fā)現(xiàn)裝置④存在的不妥之處是: 。
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【題目】解草酯是一種安全除草劑,可以通過以下方法合成:
(1)化合物D中的含氧官能團的名稱為_________和__________。
(2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為__________;由C→D的反應(yīng)類型是__________。
(3)寫出同時滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________________;
Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) Ⅱ.分子含有1個苯環(huán),苯環(huán)上含有硝基
Ⅲ.分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫
(4)已知:CH3CHOClCH2CHO
請寫出以苯酚和丙醛為原料制備高分子化合物X(結(jié)構(gòu)簡式見圖)的合成路線流程(無機試劑可任選),合成路線流程圖示例如下:
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