题目内容
【题目】联氨(N2H4)和次磷酸钠(NaH2PO2)都具有强还原性.都有着广泛的用途。
(1)已知:①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-621.5 kJ●mol-1
②N2O4(l)-=N2(g)+2O2(g) △H2=+204.3 kJ●mol-1
则火箭燃料的燃烧反应为2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=_____.
(2)已知反应N2H4(g)+ 2Cl2(g)
N2(g)+4HCl(g),T°C时,向V L恒容密闭容器中加入2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ,测得Cl2和HCl的浓度随时间的关系如图所示。
①0~ 10 min内,用N2(g)表示的平均反应速率v(N2)=_______。
②M点时,N2H4的转化率为______(精确到0.1)%。
③T °C时,达到平衡后再向该容器中加入1.2 mol N2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0. 8 mol N2 (g)、1.2 mol HCl(g) ,此时平衡______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)①在惰性气体中,将黄磷(P4)与石灰乳和碳酸钠溶液一同加入高速乳化反应器中制得NaH2PO2,同时还产生磷化氢(PH3)气体,该反应的化学方程式为________________。
②次磷酸(H3PO2)是一元酸，常温下.1.0 mol●L-1的NaH2PO2溶液pH为8,则次磷酸的Ka=___________。
③用次磷酸钠通过电渗析法制备次磷酸.装置如图2所示。交换膜A属于____(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,电极N的电极反应式为______,当电路中流过3.8528×105库仑电量时.制得次磷酸的物质的量为_____ (一个电子的电量为 1.6×10- 19库仑,NA数值约为6. 02× 1023)。
【答案】-1038.7kJmol-1 0.06mol/(Lmin) 33.3 逆向移动 2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O==== 6NaH2PO2+2PH3↑+3CaCO3 1.0×10-2 阳离子 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 4mol
【解析】
(1)根据盖斯定律，反应①×2+②即可得火箭燃料的燃烧反应2N2H4(1)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g)△H=(-621.5×2+204.3)kJmol-1=-1038.7kJmol-1；
(2)根据图示，Cl2作为反应物浓度需减小，HCl作为生成物浓度需增大，
①△c(Cl2)=(2-0.8)mol/L=1.2mol/L，v(Cl2)=
=0.12mol/(Lmin)，根据反应速率与计量系数成正比可得v(N2)=
v(Cl2)=0.06mol/(Lmin)，
②据图可知反应开始时c(Cl2)=2mol/L，投料为2 mol N2H4(g)和4 mol Cl2(g) ，则开始时c(N2H4)=1mol/L，容器体积为2L，设M点 N2H4的转化量为x mol/L，列三段式：
M点Cl2和HCl的浓度相等，则2-2x=4x解得x=
mol/L，则N2H4的转化率为
=33.3%；
③据图可知反应平衡时c(Cl2)=0.8mol/L，初始c(Cl2)=2mol/L，c(N2H4)=1mol/L，则根据反应方程式N2H4(g)+ 2Cl2(g)
N2(g)+4HCl(g)可知，反应中消耗c(Cl2)=1.2mol/L，消耗c(N2H4)=0.6mol/L，生成c(N2)=0.6mol/L，c(HCl)=2.4mol/L，所以平衡时各物质的浓度为c(Cl2)=0.8mol/L，c(N2H4)=0.4mol/L，c(N2)=0.6mol/L，c(HCl)=2.4mol/L，则该温度下的平衡常数K=
=77.76；
平衡后再向该容器中加入1.2molN2H4(g)、0.4 mol Cl2(g)、0.8molN2(g)、1.2molHCl(g)，各物质的浓度变为c(Cl2)=1mol/L，c(N2H4)=1mol/L，c(N2)=1mol/L，c(HCl)=3mol/L，此时Qc=
=81>K，所以平衡逆向移动；
(3)①该反应中反应物有P4、Ca(OH)2、Na2CO3等、生成物有NaH2PO2、PH3等，据此可知该反应中P元素化合价既升高又降低，发生歧化，升高1价，降低3价，则NaH2PO2和PH3的系数比为3：1，再结合元素守恒可知方程式为：2P4+3Ca(OH)2+3Na2CO3+6H2O==== 6NaH2PO2+2PH3↑+3CaCO3；
②次磷酸(H3PO2)是一元酸，1.0molL-1的 NaH2PO2溶液水解方程式为：H2PO2-+H2O=H3PO2
=1.0×10-2；
③根据图示可知，产品室产生次磷酸，则电极M应为阳极电解水中的OH-，剩余H+通过交换膜A移向产品室，所以交换膜A为阳离子交换膜；电极N为阴极电解H+，电极N的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电路中流过3.8528×105库仑电量时，转移的电子的物质的量为
=4mol，次磷酸根带一个负电荷，氢离子带一个正电荷，所以电解过程中转移1mol电子生成1mol次磷酸，则转移4mol电子时生成4mol次磷酸。
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【题目】用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：C(s)+ 2NO（g）
N2（g）+ CO2（g）。某研究小组向某密闭的真空容器（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）中加入NO和足量的活性炭，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
时间min/ 浓度mol·L-1 | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
（1） 10 min～20 min的时间段内，以CO2表示的反应速率为____；
（2）计算出该反应的平衡常数的值K=________；
（3） 下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是____ （填序号字母）；
A．容器内压强保持不变 B．2v正（NO）= v逆（N2）
C．容器内CO2的体积分数不变 D．混合气体的密度保持不变
（4）30 min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是_____________；
（5）一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率__________ （填“增大
【题目】草酸（H2C2O4）是一种二元弱酸，广泛分布于动植物体中。
（1）人体内草酸累积过多是导致结石（主要成分是草酸钙）形成的原因之一。有研究发现，EDTA（一种能结合金属离子的试剂）在一定条件下可以有效溶解结石，用化学平衡原理解释其原因：_______________。
（2）已知：0.1 mol·L－1KHC2O4溶液呈酸性。下列说法正确的是_______（填字母序号）。
a. 0.1 mol·L－1KHC2O4溶液中：c(K+) + c(H+) = c(HC2O4-) + 2c(C2O42-) + c(OH-)
b. 0.1 mol·L－1KHC2O4溶液中：c(K+) > c(HC2O4-) > c(C2O42-) > c(H2C2O4)
c. 浓度均为0.1 mol·L－1KHC2O4和K2C2O4的混合溶液中：2c(K+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
d. 0.1 mol/L KHC2O4溶液中滴加等浓度NaOH溶液至中性：c(K+) > c(Na+)
（3）利用草酸制备草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)的流程及组分测定方法如下：
已知：i. pH>4时，Fe2+易被氧气氧化
ii. 几种物质的溶解度(g /100g H2O)如下
FeSO4·7H2O | (NH4)2SO4 | FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O | |
20℃ | 48 | 75 | 37 |
60℃ | 101 | 88 | 38 |
①用稀硫酸调溶液pH至1～2的目的是：_____________，______________。
②趁热过滤的原因是：_______________。
③氧化还原滴定法常用于测定草酸亚铁晶体的摩尔质量(M)。称取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸中，用b mol·L－1的高锰酸钾标准液滴定，到达滴定终点时，消耗高锰酸钾VmL，则M =__________。(已知：部分反应产物为Mn2+、Fe3+、CO2)
