题目内容
【题目】氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)工业上利用分离空气的方法得到氮气.空气各主要成分的沸点如下:
N2 | O2 | Ar | CO2 |
-196℃ | -183℃ | -186℃ | -78℃ |
现将空气深度冷却液化,然后缓慢升温,则最先分离出来的气体是______.
(2)雷雨时空气中的N2转化为NO,生成物NO是______色的气体,______(填“易”或“难”)溶于水;NO在空气中很容易被氧化成NO2,NO2能与水发生化学反应,写出NO2与水反应的化学方程式为__________________.
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气;
①制取氨气的化学方程式为__________________;
②要制取标准状况下4.48L的氨气,至少需要称取固体NH4Cl的质量为______g;
(4)已知:4NH3+6NO5N2+6H2O化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程,探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能;
若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体,通过一定体积滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同);
①NH3与稀硫酸溶液反应的离子方程式为__________________;
②为了比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是____________。
【答案】N2 无 难 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ 10.7 NH3+H+=NH4+ 溶液显色所需时间
【解析】
(1)沸点最低的物质最先分离出来;
(2)根据NO物理性质进行分析;NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮;
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气;根据反应生成氨气的体积,转化为氨气的量,根据方程式中氮原子守恒:n(NH3)=n(NH4Cl),m(NH4Cl)=M(NH4Cl)×n(NH4Cl)。
(4)氨气是碱性气体,与稀硫酸溶液反应生成硫酸盐;要比较催化剂的性能就要从反应的快慢来比较,所以要记录反应所需要的时间。
(1)加热升温最先变为气体的是沸点最低的物质,从表格中看出沸点最低的是N2,所以最先分离出来的气体是N2;
(2)NO是无色的气体、难溶于水;NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;标准状况下4.48L的氨气的物质的量为:
=0.2mol,根据方程式知道生成0.2mol的氨气至少需要0.2mol的NH4Cl,质量为:0.2mol×53.5g/mol=10.7g;
(4)氨气是碱性气体,与稀硫酸溶液反应生成铵盐,离子方程式为:NH3+H+=NH4+;要比较催化剂的性能就要从反应的快慢来比较,所以要记录反应显色所需要的时间。
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【题目】20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),用于预测简单分子立体结构。其要点可以概括为:
Ⅰ、用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤对电子),(n+m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥,均匀的分布在中心原子周围的空间;
Ⅱ、分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;
Ⅲ、分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为:i、孤对电子之间的斥力>孤对电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力;ii、双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力;iii、X原子得电子能力越弱,A-X形成的共用电子对之间的斥力越强;iv、其他。请仔细阅读上述材料,回答下列问题:
(1)根据要点I可以画出AXnEm的VSEPR理想模型,请填写下表:
n+m | 2 | ________ |
VSEPR理想模型 | ________ | 正四面体 |
价层电子对之间的理想键角 | ________ | 109°28′ |
(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线型分子的原因_________________________________;
(3)H2O分子的立体构型为:___________________,请你预测水分子中∠H-O-H的大小范围并解释原因______________________________________________________________;
(4)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子,S=O之间以双键结合,S-Cl、S-F之间以单键结合。请你预测 SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型:_____________________________, SO2Cl2分子中∠Cl-S-Cl________________(选填“<”、“>”或“=”)SO2F2分子中∠F-S-F。
(5)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型
分子或 离子 | PbCl2 | XeF4 | SnCl62- | PF3Cl2 | HgCl42- | ClO4-- |
空间 构型 | _____ | _____ | _____ | _____ | _____ | _____ |
【题目】随着环保意识增强,清洁能源越来越受到人们关注。
(1)甲烷是一种理想的洁净燃料。已知:CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g);△H= -802.3kJ·mol-1 H2O(1)=H2O(g),△H =+44.0kJ·mol-l
写出常温常压下甲烷完全燃烧的热化学方程式____,计算4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水,放出热量为____kJ。
(2)利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价,具有推广价值。该反应为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206.lkJ·mol-l。
①800℃时,反应的化学平衡常数K=l.0,某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。
CH4 | H2O | CO | H2 |
3.0 molL1 | 8.5 molL1 | 2.0 molL1 | 2.0 molL1 |
则此时正、逆反应速率的关系是正反应速率____逆反应速率。(填“>”、“<”、“=”)
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa,其余实验条件见下表)。
实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/ molL1 | H2O初始浓度/ molL1 |
1 | 360 | p | 2.00 | 6.80 |
2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 |
3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 |
表中t=___,P=____;设计实验2、3的目的是____;实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____(用K1、K2、K3表示)。