题目内容

【题目】ABDE四种元素均为短周期元素,原子序数逐渐增大。A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等。BDE三种元素在周期表中相对位置如图①所示,只有E元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、MWXYZ七种物质均由ABD三种元素中的一种或几种组成,其中只有M分子同时含有三种元素;WN2H4,可做火箭燃料;甲、乙为非金属单质;X分子中含有10个电子。它们之间的转化关系如图②所示。

图①图②

回答下列问题:

(1)甲和乙生成标准状况下1.12 L Y,吸收9.025 kJ热量,写出反应的热化学方程式:________

(2)一定量E的单质与NaOH溶液恰好完全反应后,所得溶液的pH__7(大于”“等于小于”),原因是____(用离子方程式表示)

(3)W-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%KOH溶液。W-空气燃料电池放电时,正极反应式为_____,负极反应式为______

(4)将一定量的A2B2混合气体放入1 L密闭容器中,在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡。测得平衡气体的总物质的量为0.50 mol,其中A20.3 molB20.1 mol。则该条件下A2的平衡转化率为____,该温度下的平衡常数为____

【答案】N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+361 kJ·mol-1 大于 ClO-+H2OHClO+OH- O2+2H2O+4e-=4OH- N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O 33.3% 3.7

【解析】

A. B. D.E四种元素均为短周期元素,原子序数逐渐增大,A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等,推知元素AH;由元素在周期表中位置,可知BD位于第二周期,E位于第三周期,而E元素的单质能与水反应生成两种酸,则ECl,可推知BN元素、DO元素;

甲、乙、MWXYZ七种物质均由HNO三种元素中的一种或几种组成,其中WN2H4,甲、乙为非金属单质,X分子含有10个电子,结合转化关系可知,甲是O2、乙是N2XH2O,依次可推导出YNOZNO2MHNO3

(1)氧气和氮气生成标准状况下1.12LNO,吸收9.025kJ的热量,则生成2molNO吸收的热量为9.025kJ×2mol×22.4L/mol11.2L=361kJ,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+361kJ/mol

故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+361kJ/mol

(2)一定量氯气与NaOH溶液恰好完全反应后得到等浓度的NaClNaClO溶液,溶液中次氯酸根水ClO-+H2OHClO+OH-,破坏水的电离平衡,溶液呈碱性,所得溶液的pH大于7

故答案为:大于;ClO-+H2OHClO+OH-

(3)正极发生还原反应,氧气在正极得电子,碱性条件下生成OH,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,负极发生氧化反应,失去电子,碱性条件下生成氮气与水,负极反应式为:N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O

故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O

(4)测得平衡气体的总物质的量为0.50mol,其中A20.3molB20.1mol,则:

3H2(g)+N2(g)2NH3(g)

开始(mol):0.45 0.15 0

转化(mol):0.15 0.05 0.1

平衡(mol):0.3 0.1 0.50.30.1=0.1

则该条件下H2的平衡转化率为

容器体积为1L,用物质的量代替浓度计算平衡常数,则K==3.7

故答案为:33.3%3.7

练习册系列答案
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熔点/

沸点/

密度/ g·mL1

其他

黄磷

44.1

280.5

1.82

2P3Cl2(少量) 2PCl32P5Cl2(过量) 2PCl5

PCl3

112

75.5

1.574

遇水生成H3PO3HCl,遇O2生成POCl3

()制备

如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)

(1)仪器乙的名称是________;其中,与自来水进水管连接的接口编号是________(“a”或“b”)

(2)实验室制备Cl2的离子方程式___________________________。实验过程中,为减少PCl5的生成,应控制____________

(3)碱石灰的作用:一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解,影响产品的纯度;二是_________

(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间CO2排尽装置中的空气,其目的是________

()分析

测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取4.100 g产品,水解完全后配成500 mL溶液,取出25.00 mL加入过量的0.100 0 mol·L1 20.00 mL碘溶液,充分反应后再用0.100 0 mol·L1 Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗12.00 mL Na2S2O3溶液。

已知:H3PO3H2OI2===H3PO42HII22Na2S2O3===2NaINa2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。

(5)根据上述数据,该产品中PCl3(相对分子质量为137.5)的质量分数为________。若滴定终点时俯视读数,则PCl3的质量分数________(偏大”“偏小无影响”)

()探究

(6)设计实验证明PCl3具有还原性:_____________________________________(限选试剂有:蒸馏水、稀盐酸、碘水、淀粉)

【题目】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,2018年是合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)获得诺贝尔奖100周年

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(2)研究表明,在Fe催化剂作用下合成氨的反应历程为(*表示吸附态):

化学吸附:N2(g)→2N*H2(g)→2H*;

表面反应:N*+H*NH*NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*

附:NH3*NH3(g)

其中,N2的吸附分解反应速率慢,解决了合成氨的整体反应速率。

实际生产中,合成氨常用工艺条件:Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0×107Pa,原料中N2H2物质的量之比为12.8。请回答:

①分析说明原料中N2过量的理由____________

②近年来,中国科学院大连化学物理研究所陈平研究团队经过近二十年的积累,先后在催化剂分解、催化氨合成、化学链合成氨等方面取得重要进展。关于合成氨工艺的下列理解,正确的是______

A.人们对合成氨研究的重要目的之一是要实现氨的低温高效合成

B.控制温度(773K)远于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.陈平团队首次报道了具有优异低温活性的LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,它可以大大提高反应的平衡转化率

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