氨气是一种重要的化工产品,是生产铵盐、尿素等的原料.工业合成氨的反应如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol。
(1)实验室中常用来制备氨气的化学方程式为 。
(2)已知H2(g)的燃烧热为285.8kJ•mol-1,写出NH3(g)在纯氧中燃烧生成无毒、无害物质的热化学方程式 _。
(3)25℃时,将a mol (NH4)2SO4溶于水,向该溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________________(填“正向”、“不”或“逆向”)移动,所滴加稀氨水的物质的量浓度为_____________mol•L-1(25℃时,NH3•H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5)。
(4)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2 ]:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0,t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10mol CO2和0.40mol NH3,70min开始达到平衡。反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min |
0 |
30 |
70 |
80 |
100 |
n(CO2)/mol |
0.10 |
0.060 |
0.040 |
0.040 |
0.040 |
①20min时v正(CO2)_________80min时v逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”)。在t℃时,该反应的平衡常数K= 。
②在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图象;保持其它条件不变,则(t+10)℃下正确的图象可能是 (填图甲中的“A”或“B”)。
④图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为______ ,若两极共收集到气体22.4L(标况),则消耗的尿素为______g(忽略气体的溶解)。
25℃,浓度都是1mol•L-1的四种正盐溶液,其pH情况如下:
AX |
BX |
AY |
BY |
pH=7,c(X-)=1mol/L |
pH=4 |
|
pH=6 |
(1)AY溶液pH__________7(填“>”、“<”或“=”);
(2)将等浓度的HX、HY稀释相同的倍数,溶液的pH变化幅度:HX__________HY;若将等体积、等 pH的AOH、BOH溶液在稀释时pH均下降2,则加水量:AOH________BOH(均填“>”、“<”或“=”);
(3)在BX溶液中:c(B+)+c(H+)-c(OH-)=_______mol/L;
在AY溶液中:c(A+)-c(Y-)=_________(用一项表示)=_________(用两项表示);
(4)A2Z的水解方程式是_________;_________。
肼(N2H4)是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛。
(1)写出肼的电子式 ,1mol N2H4 中有 个极性共价键。
(2)NH3与NaClO反应可以得到肼,该反应的化学方程式为 。
(3)发射火箭时,肼(N2H4)为燃料,双氧水作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知1.6g液态N2H4在上述反应中放出64.22kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:_________。
(4)肼—空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时负极反应式为 。
(5)肼性质与氨气相似,易溶于水,可发生如下电离过程:
I、N2H4+H2ON2H5++OH— II、N2H5++H2ON2H62++OH—
①常温下,某浓度N2H6C12溶液的pH为5,则该溶液中由水电离产生的c(OH—)= 。
②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5+ 的水解程度。常温下,若0.2 mol/L N2H4溶液与0.1 mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+ 、N2H4·H2O、Cl—、OH—、H+粒子浓度由大到小的顺序为____________。
(12分)(1)物质的量浓度相同的三种盐NX、NaY、NaZ的溶液,其pH依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是 。
(2)比较下列溶液的pH(填“>”“<”或“=”):
①0.1 mol·L-1Na2CO3溶液 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液
②0.1 mol·L-1NH4Cl溶液 0.01 mol·L-1NH4C1溶液
(3)把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中,用导线两两相连,可以组成各种原电池。若a、b相连,a为负极;c、d相连,c极发生氧化反应;a、c相连,c为正极;b、c相连,电流由c极流向b极,则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
(4)将AlCl3溶液蒸干、灼烧,最后所得的固体的主要成份是 。
(5)氯化铁溶液呈 性(填“酸”、“碱”或“中”),原因是(用离子方程式表示):
(6)向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-刚好沉淀完全时,溶液的pH 7(填“>”“<”或“=”),离子反应总方程式为: 。
研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g) + NaCl(s)NaNO3(s) + ClNO(g) K1 ∆H < 0 (I)
2NO(g) + Cl2(g)2ClNO(g) K2 ∆H < 0 (II)
(1)4NO2(g) + 2NaCl(s) 2NaNO3(s) +2NO(g) + Cl2(g) 的平衡常数K= (用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,则平衡后n(Cl2)= mol,NO的转化率а1= 。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2 а1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采用的措施是 。
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2 + 2NaOH ="=" NaNO3 + NaNO2 + H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol·L‾1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3—)、c(NO2—)和c(CH3COO‾)由大到小的顺序为 。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10—4mol·L‾1,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10—5mol·L‾1),可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 (选填序号)。
A.向溶液A中加适量水 | B.向溶液A中加适量NaOH |
C.向溶液B中加适量水 | D.向溶液B中加适量NaOH |
室温下,现有A、B、C、D、E、F六种常见化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-,现将它们分别配成0.1 mol/L的溶液,进行如下实验:(已知:室温下,饱和氢氧化钙溶液浓度约为0.00165 g/mL)
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A > E > C;
②向B溶液中滴加Na2S溶液,出现难溶于强酸且阴阳离子个数比为1∶2的黑色沉淀;
③向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,无明显现象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)写出下列化合物的化学式:A _____________、B _____________、C _____________。
(2)实验④中白色沉淀变为红褐色对应的化学方程式:_______________________
(3)D与E的溶液反应离子方程式是:__________________________________。
氮元素可以形成多种氢化物,如NH3、N2H4等。
(1)据报道,2016年中国将发射“天宫二号”空间实验室,并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船,与“天宫二号”交会对接。火箭升空需要高能燃料,通常用肼(N2H4)作燃料,N2O4作氧化剂。已知
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.7kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ•mol-1
2NO2(g)N2O4(g)△H=-52.7kJ•mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氨气和气态水的热化学方程式:______________.
(2)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g),该反应的平衡常数和温度关系如下所示:
T/℃ |
165 |
175 |
185 |
195 |
K |
111.9 |
74.1 |
50.6 |
34.8 |
①该反应的△H 0(填“>”或“<”)。
②已知原料气中的氨碳比为x,CO2的平衡转化率为a,在一定温度和压强下,a与x的关系如下图所示。a随着x的增大而增大的原因是__________。图中A点处,NH3的平衡转化率为__________。
(3)①在氢水加水稀释的过程中,NH3·H2O的电离程度____(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),的值__________。
②室温下,amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是__________________(用离子方程式表示),该反应的平衡常数为__________(用含a的数学表达式表示)。
某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是H2B=H++HB-;HB-H++B2-。回答下列问题。
(1)Na2B溶液显________(填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是________________(用离子方程式表示)。
(2)在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是________。
A.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-)
D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)
(3)已知0.1 mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,则0.1 mol·L-1 H2B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能________0.11 mol·L-1(填“<”、“>”或“=”),理由是_________________________________________________________________。
(4)0.1 mol·L-1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_____________。
25 ℃时,有关物质的电离平衡常数如下:
化学式 |
CH3COOH |
H2CO3 |
HClO |
电离平 衡常数 |
K=1.8×10-5 |
K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
K=3.0×10-8 |
回答下列问题。
(1)物质的量浓度为0.1 mol·L-1的下列四种物质,pH由大到小的顺序是________(填编号)。
a.Na2CO3 b.NaClO
c.CH3COONa d.NaHCO3
(2)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列各量一定变小的是________(填编号)。
A.c(H+) B.c(CH3COO-)
C.c(H+)·c(OH-) D.
(3)体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中pH变化如图所示。则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数,理由是__________________;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是_________________________________________________________________。
(4)25 ℃时,若测得CH3COOH与CH3COONa的混合溶液的pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________(填精确数值)。
硫及其化合物有广泛应用。
(1)硫酸生产过程中涉及以下反应。已知25℃、101KPa时:
①2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)═2H2SO4(l)△H=-457kJ•mol-1
②SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(l)△H=-130kJ•mol-1
则SO2催化氧化为SO3(g)的热化学方程式为______________________。
(2)对于SO3催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).
①甲图是SO2催化氧化反应时SO2(g)和SO3(g)的浓度随时间的变化情况.反应从开始到达到平衡时,用O2表示的平均反应速率为______________________。
②在一容积可变的密闭容器中充入20molSO2(g)和l0molO2(g),O2的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图乙所示.则P1与P2的大小关系是P1____________P2(填>、=或<);A、B、C 三点的平衡常数大小关系是______(用KA、KB、KC和>、=、<表示)。理由是____________。
(3)工业生成硫酸过程中,通常用氨水吸收尾气。
①如果在25℃时,相同物质的量的SO2与NH3溶于水,发生反应的离子方程式为____________。所得溶液中c(H+)-c(OH-)= ______(填序号)。
A.c(SO32-)-c(H2SO3) B.c(HSO3-)+c(SO32-)-c(NH4+)
C.c(SO32-)+c(NH3•H2O)-c(H2SO3) D.c(HSO3-)+2c(SO32-)-c(NH4+)
②已知:在25℃时NH3•H2O、H2SO3电离平衡常数如下表,则上述所得溶液中,各离子浓度由大到小的顺序为___________________________。
|
NH3•H2O |
H2SO3 |
|
电离平衡常数为 (mol•L-1) |
1.7×10-5 |
Ka1 |
Ka2 |
1.54×10-2 |
1.02×10-7 |
工业制备氯化铜时,将浓盐酸加热至80 ℃左右,慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe2O3、FeO),充分搅拌,使之溶解,得一强酸性的混合溶液,现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液,采用以下步骤[参考数据:pH≥9.6时,Fe2+完全水解成Fe(OH)2;pH≥6.4时,Cu2+完全水解成Cu(OH)2;pH≥3.7时,Fe3+完全水解成Fe(OH)3]。请回答以下问题:
(1)第一步,如果直接调整pH=9.6,不能将Cu2+和Fe2+分离除去,理由是:___________。现有下列几种常用的氧化剂,可用于氧化除去混合溶液中Fe2+,其中最好选:________。
①KMnO4 ②H2O2 ③NaClO ④浓HNO3
(2)除去溶液中Fe3+的方法是调整溶液的pH=3.7,现有下列试剂均可以使强酸性溶液的pH调整到3.7,可选用的有________。
①Cu(OH)2 ②氨水 ③Cu2(OH)2CO3 ④NaOH
(3)直接加热溶液,蒸干______(选填“能”或“不能”)得到氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答:
(1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,该反应的热化学方程式为 。
(2)298 K时,在固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298k时,该反应的平衡常数为 L ·mol-1(精确到0.01)。
②下列情况不是处于平衡状态的是 :
a.混合气体的密度保持不变;
b.混合气体的颜色不再变化;
c.气压恒定时。
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)="0.3" mol·mol-1,n(N2O4)="0.6" mol·mol-1,则此时V(正) V(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中a、b、c、d、e五个点,
①b点时,溶液中发生水解反应的离子是______;
②在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
根据题给信息,完成下列各小题:
Ⅰ、某造纸厂排出的废水,经取样分析其中除了含有游离汞、纤维素以及其它的有机物外,其它成分为c(Na+)=4×10—4mol/L,c(SO42—)=2.5×10—4mol/L,c(Cl—)=1.6×10—5 mol/L,c(NO3—)=1.4×10—5 mol/L,c(Ca2+)=1.5×10—5 mol/L,则该废水的pH为________。
Ⅱ、有四种一元酸HA、HB、HC、HD,相同物质的量浓度的NaD和NaB溶液的pH,前者比后者大;NaA溶液呈中性;1mol/L的KC溶液遇酚酞试液呈红色;同体积、同物质的量浓度的HB、HC分别作导电性试验,发现后者的导电性比前者强,则这四种酸的酸性由强到弱的顺序为______________________。
Ⅲ、常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得
溶液的pH如下表:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol/L) |
NaOH物质的量浓度(mol/L) |
混合溶液的pH |
① |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
② |
c |
0.2 |
pH=7 |
③ |
0.2 |
0.1 |
pH<7 |
请回答:
(1)从①组情况分析,HA是强酸还是弱酸__________(填“强酸”或“弱酸”);
(2)①组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=__________mol·L-1。
(3)②组情况表明,c__________0.2 mol/L(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
混合液中离子浓度c(A-)与c(Na+)的大小关系是___________。
(4)从③组实验结果分析,说明HA的电离程度__________NaA的水解程度(选填“大于”、“小于”或“等于”),该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。
已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 |
HSCN |
CH3COOH |
HCN |
H2CO3 |
电离平衡常数 |
1.3×10—1 |
1.8×10—5 |
4.9×10—10 |
K1=4.3×10—7 K2=5.6×10—11 |
(1)同温度下,等pH值的a.NaHCO3 b.NaCN c.Na2CO3溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(2)25℃时,将20mL 0.1mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.1mol·L-1 HSCN溶液分别与20mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是:______________________。
反应结束后所得两溶液中,c(SCN—) c(CH3COO—)(填“>”、“<”或“=”)
(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中加入一定量氨气,下列量会变小的是______________(填序号)
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.KW d.醋酸电离平衡常数
I、常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题:
(1)在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-(填:“能”或“不能”) 大量共存。
(2)已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数(即水解常数用Kh表示)
当溶液中c(HCO3-)︰c(CO32-)=2︰1时,溶液的pH= 。
(3)当混合液的pH=________时,开始放出CO2气体。
II、(1)常温下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至过量,该过程中水的电离平衡____________________(填写电离平衡移动情况)。当滴加氨水到25mL时,测得溶液中水的电离度最大,则氨水的浓度为______________。
(2)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”)。
(3)25 ℃时,将a mol NH4NO3溶于水,向所得溶液中滴加b L氨水后溶液呈中性,则所滴加氨水的浓度是________mol·L-1。(用含a 、b 的式子表示)(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol·L-1)