题目内容

（12分）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)     2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氩气，平衡        移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂后反应的△H（填“增大”“减小”或“不改变”）          。

(2)一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生化学反应:

2 N2O5(g)      4NO2(g)+O2(g)  △H＞0

①下表为反应T1温度下的部分实验数据：

t/s

0

500

1000

C(N2O5)/mol·L-1

5.00

3.52

2.48

则500s内N2O5的分解速率为          。

②在T2温度下，反应1000s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L-1，则T2    T1（填

“＞”“＜”“＝”）

(3)已知肼分子（H2N—NH2）可以在氧气中燃烧生成氮气和水。

①利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出电池负极的电极反应式   

               

②用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因                

③肼是强还原剂，与氧化剂反应时放出大量的热，如：N2H4(1)+2H2O2(1)==N2(g)+4H2O(g)   △H= —642.2kJ·mol-1

因此肼可以作为火箭推进剂。根据上述信息，你认为是否可以通过改变反应条件，由氮气和水蒸气来制取肼        。说明原因             。

 

（1）向左   不改变（2分）（2）①0.00296 mol·L-1·S-1（2分） ②＜（1分）

（3）①N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O   （2分）② H2N—NH2·H2O        H2N—NH3++OH- 或N2H4+ H2O       N2H5+ +OH- (2分)③不可以  （1分）  因为该反应的逆反应是吸热反应，即△H＞0，且熵减小，属于不自发反应，故不能用氮气和水来制取肼。（2分）

解析:

 

练习册系列答案
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运用化学反应原理研究氢、氧、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义

（1）已知：25℃时KSP（AgCl）=1.6×l0-10     KSP（AgI）=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素，常量元素如氯，微量元素如碘，其在海水中均以化合态存在．在25℃下，向0.1L0.002mol?L-l的NaCl溶液中加入0.1L0.002mol?L-l硝酸银溶液，有白色沉淀生成，产生沉淀的原因是（通过计算回答）
c（Ag+）?c（Cl-）＞Ksp（AgCl）
c（Ag+）?c（Cl-）＞Ksp（AgCl）
，向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液，看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）
AgCl（s）+I-（aq）=AgI（s）+Cl-（aq）
AgCl（s）+I-（aq）=AgI（s）+Cl-（aq）
．
（2）过氧化氢的制备方法很多，下列方法中原子利用率最高的是
D
D
（填序号）．
电解
A．BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2
B．2NH4HSO4
 点解 
.
 
（NH4）2S2O8+H2↑；
（NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
C．CH3CHOHCH3+O2→CH3COCH3+H2O2
D．乙基蒽醌法见图1
（3）某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响，实验结果如图2、图3所示．注：以上实验均在温度为20℃、w（H2O2）=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg?L-1的条件下进行．图2中曲线a：H2O2；b：H2O2+Cu2+；c：H2O2+Fe2+；d：H2O2+Zn2+；e：H2O2+Mn2+；图3中曲线f：反应时间为1h；g：反应时间为2h；两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度（海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关）．
由上述信息可知，下列叙述错误的是
B
B
（填序号）．
A．锰离子能使该降解反应速率减缓
B．亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C．海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D．一定条件下，铜离子浓度一定时，反应时间越长，海藻酸钠溶液浓度越小．
运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）合成氨反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡
向左
向左
移动（填“向左”、“向右”或“不”）；使用催化剂
不改变
不改变
反应的△H（填“增大”“减小”或“不改变”）．
（2）已知：O2（g）═O
 
+
2
（g）+e-△H1=1175.7kJ?mol-1
PtF6（g）+e-═PtF
 
-
6
（g）△H2=-771.1kJ?mol-1
O2PtF6（s）═O
 
+
2
（g）+PtF
 
-
6
（g）△H3=482.2kJ?mol-1
则反应：O2（g）+PtF6（g）═O2PtF6（s）的△H=
-78.2
-78.2
kJ?mol-1
（3）已知25℃时，Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20．
在25℃下，向浓度均为0.1mol?L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成
Cu（OH）2
Cu（OH）2
沉淀 （填物质的化学式），生成该沉淀的离子方程式为
Cu2++2NH3?H2O?Cu（OH）2↓+2NH4+
Cu2++2NH3?H2O?Cu（OH）2↓+2NH4+
．
（4）在25℃下，将a mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH
 
+
4
）=c（Cl-），则溶液显
中性
中性
性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3?H2O的电离常数Kb=
10-9
a-0.01
10-9
a-0.01
．
运用化学反应原理研究氮、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）如图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学方程式（△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）：
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=2（Q1-Q2）kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=2（Q1-Q2）kJ?mol-1

（2）最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氮的固定--氨的电解法合成，大大提高了氮气和氢气的转化率．总反应式为：N2+3H2
         通电         
.
(一定条件)
2NH3．则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入
阳
阳
极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；在另一电极通入N2，该电极反应式为
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3
．
（3）氨气溶于水得到氨水．在25℃下，将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合（混合后体积为混合前体积之和），反应后溶液显中性．求25℃下该混合溶液中氨水的电离平衡常数
b×10-7
a-b
b×10-7
a-b

（4）已知：25℃时KSP（AgCl）=1.6×l0-10   KSP（AgI）=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素，常量元素如氯，微量元素如碘，其在海水中均以化合态存在．在25℃下，向0.1L0.002mol?L-l的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1L0.002mol?L-l硝酸银溶液，有白色沉淀生成，从难溶电解质的溶解平衡角度解释产生沉淀的原因是
c（Ag+）?c（Cl-）＞Ksp（AgCl）
c（Ag+）?c（Cl-）＞Ksp（AgCl）
，向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液，看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）
AgCl（s）+I-（aq）═AgI（s）+Cl-（aq）
AgCl（s）+I-（aq）═AgI（s）+Cl-（aq）
．
运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），混合体系中SO3的质量分数和温度的关系如图1所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．根据图示回答下列问题：

①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△H
＜
＜
0（选填“＞”或“＜”）；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡
向左
向左
移动（选填“向左”、“向右”或“不”）；
②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1
＞
＞
K2；若反应进行到状态D时，v正
＞
＞
v逆（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
①图2是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1mol NH3过程中能量变化示意图，请写出合成氨的热化学反应方程式：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；
、
△H=2（a-b）kJ?mol-1
△H=2（a-b）kJ?mol-1
．（△H的数值用含字母a、b的代数式表示，不必注明反应条件）
②氨气溶于水得到氨水．在25℃下，将xmol?L-1的氨水与ymol?L-1的盐酸等体积混合，所得溶液呈中性．则x
＞
＞
y，所得溶液中c（NH4+）
=
=
C（Cl-）（选填“＞”、“＜”或“=”）；用含x和y的代数式表示出一水合氨的电离平衡常数
10-7y
x-y
mol/L
10-7y
x-y
mol/L
．
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在．在25℃下，向0.1mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol?L-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入0.1mol?L-1的NaI溶液，看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）
AgCl（s）+I-（aq）=AgI（s）+Cl-（aq）
AgCl（s）+I-（aq）=AgI（s）+Cl-（aq）
．（已知25℃时Ksp[AgCl]=1.0×10-10 mol2?L-2，Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2）
运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
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（1）硫酸生产过程中2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1示，根据图回答下列问题：
①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△H
 
0（填“＞”或“＜”），若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氩气，该反应的正反应速率将
 
（填“增大”“减小”或“不变”）；
②若A、C两点反应的平衡常数分别为K1，K2，则K1
 
K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）图2是一定的温度和压强下工业上合成1molNH3过程中能量变化示意图．
①请写出工业合成氨的热化学方程式
 
（△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）
②氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将a mol?L-1的盐酸与b mol?L-1的氨水等体积混合，反应后溶液显中性，则c（Cl-）
 
c （NH4+）（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a和b的代数式表示出该混合溶液中氨水的电离平衡常数
 
．

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