联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-
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联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。 (1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中此反应达到平衡。 其他条件不变时,下列措施不能使NO2转化率提高的是 A.减少NO2的浓度 | B.降低温度 | C.增加NO2的浓度 | D.升高温度 | (2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的△H= kJ·mol-1。 (3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)="0.0300" mol·L-1、c(N2O4)="0.0120" mol·L-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K= 。 (4)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因 。 (5)已知在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度。常温下,若将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为:__________。 (6)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液.肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式是 ,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。 |
答案
(1)BC (2)-1224.96 (3)13.3 (4)N2H4+H2O=N2H5++OH-;N2H5++H2O=N2H62++OH- (5)c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) (6)N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2 减少 |
解析
(1)该反应是反应前后气体体积减小的、放热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可改变反应物的浓度、体系的压强、温度等。 减小N02的浓度,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,故A错误; 降低温度,平衡向正反应方向移动,NO2的转化率提高,故B正确; 增加NO2的浓度,相当于体系压强增大,利于反应向正反应方向移动,NO2的转化率提高,故C正确; 升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,故D错误。 (2)1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量,则2molN2O4(l)的质量为2mol×32g/mol=64g,放出热量为19.14kJ×64=1224.96KJ的热量。 (3)平衡时,c(NO2)=0.030 0mol•L-1、c(N2O4)=0.012 0mol•L-1 反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数 k= c(N2O4)/c2(NO2)=0.012 0/0.030 02==13.3。 (4)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,则电离生成OH-和阳离子,电离方程式为N2H4+H2O=N2H5++OH-;N2H5++H2O=N2H62++OH-。 (5)将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,得到等量的N2H4•H2O、N2H5C1,由相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度,则c(N2H5+)>c(Cl-),又溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),电离、水解的程度都不大,所以c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)。 (6)燃料电池中负极上投放的是燃料肼,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2;反应过程中生成水导致溶液中氢氧根离子浓度减小,所以溶液的pH值变小。 |
举一反三
下列说法错误的是
A.对于A(s)+2B(g) 3C(g) ΔH>0,若平衡时C的百分含量跟条件X、Y的关系如图①所示,则Y可能表示温度,X可能表示压强,且Y3>Y2>Y1 B.已知可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1 025 kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同,则图②可表示温度对NO的百分含量的影响 C.已知反应2A(g) B(?)+2C(?)-Q(Q>0),满足如图③所示的关系,则B、C可能均为气体 D.图④是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图,则该反应的正反应是一个气体体积增大的反应 |
以白云石(化学式表示为MgCO3·CaCO3)为原料制备Mg(OH)2的工艺流程如下图所示。
(1)研磨的作用是 。 (2)该工艺中可循环使用的物质是 、 (写化学式)。 (3)白云石轻烧的主要产物是MgO·CaCO3,而传统工艺是将白云石加热分解为MgO和CaO后提取,白云石轻烧的优点是 。 (4)加热反应的离子方程式为 。 (5)①加热反应时,在323k和353k溶液中c(NH4+)与反应时间的关系如下图所示,请在下图画出373k的曲线。
②由图可知,随着温度升高: 。 |
一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) 在一密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,已知该反应的平衡常数如下表
温度℃
| 25
| 80
| 230
| 平衡常数
| 5×10-4
| 2
| 1.9×10-5
| 下列说法正确的是 A.上述反应是熵增反应 B.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)<v(逆) C.25℃时,反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数是0.5 D.恒温恒容下,向容器中再充入少量Ni(CO)4(g),达新平衡时,CO 的百分含量将增大 |
硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题: (1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在 郊 区(填标号);A.有丰富黄铁矿资源的城市 | B.风光秀丽的旅游城市 | C.消耗硫酸甚多的工业城市 | D.人口稠密的文化、商业中心城市 | (2)CuFeS2 是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2, 该反应的化学方程式为 。 (3)为提高SO3吸收率,实际生产中通常用 吸收SO3。 (4)已知反应2SO2+O2SO3 △H <0,现将0.050mol SO2和0.030mol O2 充入容积为1L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得反应后容器压 强缩小到原来压强的75%,则该条件下SO2的转化率为________;该条件下的 平衡常数为__________。 (5)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在 沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
| 600
| 620
| 640
| 660
| 炉渣中CuSO4的质量分数/%
| 9.3
| 9.2
| 9.0
| 8.4
| 已知CuSO4在低于660℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随 温度升高而降低的原因 。 (6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方 法可用 (填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产 水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式 。 |
甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。 (1)一定条件下发生反应: ①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1 ②2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) △H2 ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3 则CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H= 。 (2)在容积为2L的密闭容器中进行反应: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H 0(填>、<或=)。
(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有____________(填字母)。A.缩小容器体积 | B.降低温度 | C.升高温度 | D.使用合适的催化剂 | E.将甲醇从混合体系中分离出来 (4)CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,T℃时,向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g),5小时后测得反应体系达到平衡状态,此时CH4的转化率为50% ,计算该温度下的平衡常数 (结果保留小数点后两位数字)。 (5)以甲醇为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
①B极的电极反应式为 。 ②若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,当电路中转移1mole-时,实际上消耗的甲醇的质量比理论上大,可能原因是 。 (6)25℃时,草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml,能否产生沉淀 (填“能”或“否”)。 |
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