(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 。
工业制硝酸经以下一系列反应:
请回答:
(1)写出反应④的化学方程式 ,实验室收集NO的方法是 。
(2)对于氮的化合物,下列说法不正确的是(选填序号字母) 。
a.氨可用作制冷剂
b.铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
c.硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
d.某浓硝酸中含有溶质2mol,标准状况下,该浓硝酸与足量的铜完全反应能生成1mol NO2
(3)已知:H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol
N2(g)+ 3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.0kJ/mol
则34g氨气与氧气反应生成N2(g)与H2O(g)时,△H= kJ/mol。
(4)氨气在微生物的作用下与氧气反应生成HNO2,写出该反应的化学方程式 。
(5)氨气是氮肥工业的重要原料,某化肥厂生产铵态氮肥(NH4)2SO4的部分工艺流程如下:
向装有CaSO4悬浊液的沉淀池中先通氨气,再通CO2的原因(请从溶解度和溶解平衡角度分析) 。
在浓硝酸中放入铜片:
(1)实验现象为 。
(2)待反应停止后,若铜有剩余,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,原因是 (用离子方程式表示)
(3)若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜耗完时,共产生气体5.6L(标况)。则所消耗硝酸的物质的量是 mol。
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: 。
氮可以形成多种离子,如N3--,NH2--,N3-,NH4+,N2H5+,N2H62+等,已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的,类似于NH4+,因此有类似于 NH4+的性质。
(1)写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式_________。
(2)NH2-的电子式为__________。
(3)N3-有 ______个电子。
(4)写出二种由多个原子组成的含有与N3-电子数相同的物质的化学式________。
(5)等电子数的微粒往往具有相似的结构,试预测N3-的构型_______________。
(6)据报道,美国科学家卡尔·克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质,由于其具有极强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”。迄今为止,人们对它的结构尚不清楚,只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片,其结构是对称的,5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构,且含有2个N≡N键。则“N5”分子碎片所带电荷是_________。
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题:
(1)氨催化氧化的化学方程式为 :
(2)原料气中空气必须过量,其主要原因是 ;
(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 ;
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方程式为 ,为了提高水对二氧化氮的吸收率,可采取的措施为 (答2项)。
制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
(1)写出实验室制取氨气的化学方程式:___________________________ 。
(2)收集氨气应使用 法,要得到干燥的氨气可选用 做干燥剂。用______方法检验氨气是否已收集满。
(3)用左上图装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是 。
现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。
Ⅰ.某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(图1)。
(1)制取氨气。烧瓶中制取NH3的化学方程式为 ,检验三颈瓶集满NH3的方法是 。
(2)关闭a,将吸有2mL水的胶头滴管塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线(图2)。图2中 点时喷泉最剧烈。
Ⅱ.测定NH3•H2O的浓度及电离平衡常数Kb
(3)从三颈瓶中用 (填仪器名称)量取25.00mL氨水至锥形瓶中,用0.0500 mol•L-1HCl滴定。用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如下图。
(4)据图,计算氨水的浓度为 mol•L-1;写出NH3•H2O电离平衡常数Kb的表达式,Kb= ,当pH=11.0时计算Kb的近似值,Kb≈ 。
(5)关于该滴定实验的说法中,正确的是 。
A.锥形瓶中有少量蒸馏水不影响测定结果 |
B.未滴加酸碱指示剂,实验结果不科学 |
C.酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测得氨水的浓度偏高 |
D.滴定终点时俯视读数会导致测得氨水的浓度偏高 |
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 |
化学史上很多重要物质的发现背后都有科学家们的兴趣、坚持、创新与传承。例如氨的发现史,阅读下文并填空。
1727年,英国牧师、化学家哈尔斯用氯化铵与熟石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热,只见水被吸入瓶中而不见气体放出;
(1)哈尔斯制氨气发生的反应方程式为 ,水吸入曲颈瓶的原理与 实验相同。氨的电子式为 ;
1774年英国化学家普利斯特里重作这个实验,采用汞代替水来密闭曲颈瓶,即排汞取气法,制得了碱空气(氨)。他还研究了氨的性质,他发现 ;
(2)氨可以在纯氧中燃烧,已知该反应为一个置换反应,反应方程式为 ,预期该反应在生产上 (填有或无)实际用途。
(3)在氨气中通以电火花时,气体体积在相同条件下增加很多,该反应的化学方程式是 ,据此证实了氨是氮和氢的化合物。其后戴维等化学家继续研究,进一步证实了氨的组成。
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)写出氨气的电子式 。
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 。
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)===N2O4(1) △H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4 (1)+ O2(g)===N2(g) + 2H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式 。
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,工作时释放出N2,该电池放电时,负极的反应式为 。
氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用
(1)下列含氮物质属于盐的是 属于非电解质的是 。
A.NH3 |
B.NH3•H2O |
C.NH4NO3 |
D.HNO3 |
E.N2
(2)0.1 mol的N2H4气体和0.2molNH3气体,它们在同温、同压下的体积比是 ,所含的原子数比是 。
(3)氨气溶解于水,得到的溶液称为氨水。氨溶解于水时与水发生反应生成一水合氨(NH3·H2O),它是一种弱碱。写出一水合氨的电离方程式 。从上述电离方程式可知,往氨水中加入稀硫酸生成的盐是 (填化学式)
(4)标准状况下,将 2.24L的氨气溶于水配成 0.5L溶液,所得溶液的物质的量浓度为 mol/L。
(5)氨可与Cl2反应,反应方程式如下:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,利用该反应的原理,在工业上可用于检验输送氯气的管道是否漏气。该反应中,________ __是还原剂;若反应中有1.5mol氧化剂参与反应,则发生转移的电子的物质的量为____________mol,被氧化的物质有 mol。
(1)在中学所学的金属单质中,在冷的浓硫酸或硝酸中会发生钝化现象的有_______(填化学式);
(2)写出铁与浓硫酸(足量)在加热条件下反应的化学方程式___________________;
(3)铝分别与氢氧化钠溶液和稀硫酸反应,若在相同情况下得到相同体积的气体,则两个反应中消耗氢氧化钠与硫酸的物质的量之比为___________。