(1)联氨(N2H4)是一种高能燃料。工业上可以利用氮气和氢气制备联氨。
已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H=" +" 50.6kJ·mol-1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H= kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是 。
③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是 。
(2)在纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为 。
(3)N2H4与亚硝酸反应可生成氮的另一种氢化物,在标准状况下,该氢化物气体的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977。该氢化物受撞击后可完全分解为两种单质气体。该氢化物分解的化学方程式为 。
(4)氨氧化法制硝酸工业尾气中的NO、NO2气体可用氨水吸收,反应方程式为6NO+4NH3===5N2十6H2O,6NO2+8NH3===7N2+12H2O。若尾气中NO和NO2共18 mol被氨水完全吸收后,产生了15.6 mol N2,则此尾气中NO与NO2的体积比为 。
A-G及X、Y均是中学化学常见物质,其中B、D、E、F、G在常温下为气体且B为红棕色,C是红色的金属单质。它们之间有如下转化关系(其中反应③④⑦的产物中的水已略去)。试填空
(1)B的化学式________。
(2)反应⑤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)写出反应⑦的离子方程式_____________________。
(4)写出电解X溶液的阳极反应式______________________;若电解一段时间后转移了0.2mol电子,则此时电解产生的气体在标准状况下的体积为 。
(5)写出反应④的化学方程式______________________。
(18分)
Ⅰ.浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的气体单质X、化合物M和无色液体,化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构。2molM加热分解生成lmol X和2mol无色气体Y,Y遇到空气呈现红棕色。
(1)镁与气体X反应产物的电子式为________。
(2)浓硝酸和浓盐酸反应的化学方程式为________。
(3)化合物M水解生成两种酸,为非氧化还原反应,该反应的化学方程式为________。
Ⅱ.石油铁储罐久置未清洗易引发火灾,经分析研究,事故由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1:3反应生成的黑色物质丙自燃引起。某研究小组将一定量的丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应,得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙,乙在标准状况下的密度为1.5179g/L,过滤后向滤液(假设乙全部逸出)中加人足量的NaOH溶液,先出现白色沉淀,最终转变为红褐色沉淀,过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g,已知气体乙可溶于水。请回答下列问题:
(1)甲的化学式为________。
(2)写出丙中非金属元素的离子结构示意图________。
(3)丙在盐酸中反应的化学方程式:________。(离子方程式表示)
(4)请设计合理的实验方案验证不同温度对丙与盐酸反应速率的影响
(5)为消除火灾隐患,下列措施可行的是________。
A.石油入罐前脱硫 |
B.定期用酸清洗罐体 |
C.罐体内壁涂刷油漆 |
D.罐体中充入氮气 |
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。已知KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐的热分解反应方程式如下:
I.2KNO32KNO2+O2↑
II.2Cu(NO3) 22CuO+4NO2↑+O2↑
III.2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
(1)某固体可能由KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热,得到一定量气体。若该气体经水充分吸收后,剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6。 (忽略氧在水中的溶解)
①若该固体只是由一种盐组成,则该盐为 。
②若该固体是混合物,则该混合物的可能组成为 。
(2)某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,通过实验探究其热分解的产物,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
【实验步骤】
a.仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管A。
b.称取Mg(NO3)2固体3.7g置于A中,先通入一段时间N2,再关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管A。
c.待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g。
①步骤a的目的是 ;
②依据已知的三个方程式,再根据剩余固体的质量写出Mg(NO3)2热分解方程式为: 。
③若A中固体为AgNO3,用以上实验装置进行实验时,D 中的现象为 ,用离子方程式表示出现该现象的原因:_____________________ 。
④从实验安全的角度判断该实验装置有无缺陷?若有,应如何改进? 。
连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。
(1)连二次硝酸中氮元素的化合价为_____________________。
(2)常温下,用0.01mol·L-1的NaOH溶液滴定10mL0.01mol·L-1的H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。
①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式:______________。
②b点时溶液中c(H2N2O2)_____(填“>”、“<”或 “=”,下同)c(N2O22-)。
③a点时溶液中c(Na+)____c(HN2O2-)+c(N2O22-)。
(3)硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合,可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀,向该分散系中滴加硫酸钠溶液,当白色沉淀和黄色沉淀共存时,分散系中=______。[已知Ksp(Ag2N2O2)=4.2×10-9,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5]
(I)下图是工业生产硝酸铵的流程。
(1)吸收塔C中通入空气的目的是 。A、B、C、D四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是 (填字母)。
(2)已知:①4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) △H =-1266.8kJ/mol
② N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H =" +180.5" kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式:
(II)某合作小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。
(3)该反应的离子方程式为___________________________________________________。
(4)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。
A.反应放热导致温度升高 B.压强增大
C.生成物有催化作用 D.反应物接触面积增大
(5)初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:
时间/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
50 |
60 |
70 |
80 |
温度/℃ |
25 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26.5 |
27 |
27 |
27 |
27 |
结合实验目的和表中数据,你得出的结论是__________________________________。
(6)进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物(含中间产物)可能对反应有催化作用,请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整:
实验 编号 |
铜片 质量/g |
0.1mol·L-1的 硝酸体积/mL |
硝酸铜 晶体/g |
亚硝酸钠 晶体/g |
实验目的 |
① |
5 |
20 |
_______ |
_______ |
实验①和②探究_________的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。 |
② |
5 |
20 |
0.5 |
0 |
|
③ |
5 |
20 |
0 |
0.5 |
(共18分)
(Ⅰ)无机盐A是医学上常用的镇静催眠药,由两种元素组成。将其溶于水,通入适量黄绿色气体B,然后向反应后的溶液中加入四氯化碳并振荡、静置,溶液分层,下层液体呈橙红色。分液后取上层溶液,经元素分析,溶质为漂白粉的主要成分之一,往此溶液通入CO2和NH3可获得纳米材料E和铵态氮肥F。
(1)无机盐A中阳离子的结构示意图 。
(2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式 。
(3)CO2和NH3两气体中,应该先通入溶液中的是 (填化学式),写出制备E和F的离子反应方程式
(Ⅱ)某研究小组为了探究一种浅绿色盐X(仅含四种元素,不含结晶水,M(X)﹤908 g·mol-1)的组成和性质,设计并完成了如下实验。
取一定量的浅绿色盐X进行上述实验,充分反应后得到23.3g白色沉淀E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。
已知:(1)浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应。
(2)常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子
请回答如下问题:
(1)写出B分子的电子式 。
(2)已知G溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的离子方程式为 。
(3)X的化学式是 ,在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为 。
(4)一定条件下,NH3与黑色固体C发生氧化还原反应得到红色固体和气体丙(丙是大气主要成分之一),写出一个可能的化学反应方程式 ,设计一个实验方案探究 红色固体的成分 。
某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
-- |
Ⅰ.某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。
你认为他的解释是否合理?答:__________(填“合理”或“不合理”)
(1)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ,
反应的离子方程式为 。
(2)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是 (填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题:
(3)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为__________
(4)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为__________
(5)上述现象说明溶液中________________结合OH-的能力比________强(填离子符号)。
(6)B点对应的沉淀的物质的量为________mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_______mL。
氮元素是地球大气中含量最多的元素。
(1)氮元素和碳元素一样也存在一系列氢化物并有广泛应用。例如:NH3、N2H4、N3H5、N4H6……。
①写出该系列氢化物的通式: 。
②N4H5Cl的同分异构体有 种。
(2)NH3、OH-、H2O结合质子(H+)的能力由强到弱的顺序是 ,其理由用两个反应的离子方程式表示为NH4++OH-= NH3+H2O和 。
(3)在碱性介质中,用N2H4与NO2可组合制成燃料电池,产物中无污染物,试写出该电池正极的电极反应式 。
(4)①CaCO3和适量稀HNO3溶液反应时,每产生4.4g气体(不考虑气体溶解),放热a kJ,则该反应的热化学方程式为___________________。
②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液,测得pH变化曲线如图所示。
请用离子方程式表示B-C段发生的反应: 。
(16分)氮及其化合物在化学实验中有广泛应用:
(1)请写出实验室用Cu和稀硝酸反应制备NO的离子方程式: ;
(2)请设计实验,检验某可溶性固体物质中含有NH4+的操作、现象、结论: ;
(3)实验室可用(NH4)2Cr2O7受热分解产生N2、Cr2O3和H2O来制备N2,请写出该分解反应的化学方程式: ;
(4)有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N2、Cr2O3和H2O,还含有NH3和O2,并指出伴随有显著的副反应发生:2(NH4)2Cr2O72Cr2O3+4NH3↑+2H2O+3O2↑;设计如下图所示实验装置,并通过实验方法验证了NH3和O2的存在(忽略空气中O2的干扰)。
限选试剂:Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeSO4溶液;
限选仪器:试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管
①图中试管口玻璃纤维的作用是 ;
②根据实验目的,选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置(在方框中画图并标注所选试剂);
③写出该法验证NH3和O2存在的实验原理的化学方程式: 。
化学与环境密切相关.近年来雾霾问题已成为百姓所关注的主要问题,今年入秋以来,我国大部分地区更是“霾伏”四起,部分地区持续出现中度至重度霾,环境治理刻不容缓。回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是
A.光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物受紫外线作用后产生的有毒烟雾
B.PH小于7的雨水都是酸雨
C.PM2.5含量的增加是形成雾霾天气的重要原因之一
D.大气中CO2含量的增加会导致臭氧空洞的加剧
(2)某化学实验小组测得某地区的雾霾中可能含有如下几种无机离子:Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42﹣、NO3﹣、Cl﹣.对该地区雾霾处理后获得试样溶液进行了如下的实验:
已知:3NO3﹣+8Al+5OH﹣+18H2O═3NH3↑+8[Al(OH)4]﹣
请回答下列问题:
①试样溶液加入过量NaOH溶液后生成沉淀Ⅰ的化学式是 .生成气体Ⅰ的离子方程式为 ,检验该气体的方法是 。
②根据实验结果,推测出雾霾中一定含有的离子有 ,若要确定原试样溶液存在的其它阴离子,可在试样溶液中先加入足量的 溶液,再取上层清液加入 溶液。
(3)若该实验小组测得另一地区雾霾试样中可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO32﹣、Cl﹣、NO3﹣中的几种.①若加入锌粒,排空法收集到无色无味气体;②若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间关系如图所示.则下列说法不正确的是
A.溶液中一定不含CO32﹣,可能含有SO42﹣和Cl﹣
B.溶液中n(Mg2+)=0.1mol
C.溶液中的阴离子的物质的量为0.35mol
D.n(H+):n(Al3+):n(Mg2+)=1:1:1
合成氨反应是化学上最重要的反应:
(1)合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH4)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得,反应中每生成2 mol CO2吸收316kJ热量,该反应的热化学方程式是_______________________,该方法制得的原料气中主要杂质是CO2,若用K2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式是________________。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下图是当反应器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后,在200 ℃、400 ℃、600 ℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
①曲线a对应的温度是________。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是________(填序号)
A.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)=K(Q) >K(N) |
B.加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变 |
C.相同压强下,投料相同,达到平衡消耗时间关系为c>b>a |
D.由曲线a可知,当压强增加到100 MPa以上,NH3的物质的量分数可达到100% |
③N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,N点的化学平衡常数K=_________________(精确到小数点后两位)。
(3)合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法,将含氨的碱性废水通入电解系统后,在阳极上氨被氧化成氮气而脱除,阳极的电极反应式为______________________。
(4)NH3可以处理NO2的污染,方程式如下: NO2+ NH3N2+ H2O(未配平)当转移0.6 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是 L。
氮是一种重要的元素,在很多物质中都含有它的身影。
I.在9.3胜利日阅兵活动中,我国展示了多款导弹,向世界展示了我们捍卫和平的决心和能力。偏二甲肼【(CH3)2NNH2】是一种无色易燃的液体,常与N2O4作为常用火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2 (l )+2N2O4 (l)=2CO2 (g)+3N2(g)+4H2O(g)
(1)该反应(Ⅰ)中氧化剂是_____________。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4 (g) 2NO2 (g),一定温度下,该反应的焓变为ΔH。现将2 mol NO2 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_________。
若在相同温度下,将上述反应改在体积为2L的恒容密闭容器中进行,平衡常数____________(填“增大”“不变”或“减小”),反应4min后N2O4的物质的量为0.8mol,则0~4min内的平均反应速率v(NO2)=_________________。
II.硝酸铵(NH4NO3)是一种重要的铵盐,它的主要用途作肥料及工业用和军用炸药。在25℃时,将1mol 硝酸铵溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加50mL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将__________(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为___________mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5 mol·L-1)
以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式,其过程简示如下:
(1)甲烷脱硫的主要目的是 。
(2)甲烷一次转化发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) 。在20L的密闭容器中充入CH4(g)、H2O(g)各1mol,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P1 (选填>、<、=)P2;若3min后在150℃、压强为P2时达到平衡,平均反应速率v(H2)= 。
(3)传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气,用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用? 。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液,可吸收H2S、O2、CO、CO2等,该铜洗液吸收CO2的化学方程式: 。
(4)n(N2):n(H2)="1" : 3原料气进入合成塔,控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率? 。
(5)NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO3溶液至c(Ag+)=0.07 mol·L-1,溶液中浓度比
c(Cl-):c(Br-):c(I-)= : :1。
|
AgCl |
AgBr |
AgI |
Ksp |
2×10-10 |
5×10-13 |
1×10-16 |
盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况,回答下列问题:
(1)工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后,在加热情况下跟稀硫酸反应,有关的化学方程式是: 。
不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原是 。
(2)在一定体积的10 mol·L-1的浓硫酸中加入过量铜片,加热使之反应,被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积 (填“大于”、“等于”或“小于”)180 mL。
(3)若使剩余的铜片继续溶解,可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液),则该反应的离子方程式为 。
(4)将8 g Fe2O3投入到150 mL某浓度的稀硫酸中,再投入7 g铁粉,充分反应后,收集到1.68 L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4 mol·L-1的NaOH溶液150 mL。则原硫酸的物质的量浓度为 。
试题篮
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