题目内容
【题目】根据方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,回答下列问题:
(1)用双线桥法表示电子的转移的方向及数目___。
(2)该反应中的氧化剂是___,还原剂是__。
(3)该反应中的氧化产物是__,还原产物是__。
(4)该反应中体现了稀硝酸的性质有__、__。
(5)将其改为离子反应方程式__。
(6)该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__。
(7)若反应中转移的电子的物质的量是0.9mol,则生成NO的体积为__(标准状况),被还原的硝酸为__mol。
(8)H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,在该反应中每一摩尔H2SO4参加反应,转移的电子的物质的量为____。
【答案】 硝酸 铜 硝酸铜 NO 酸性 氧化性 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 2:3 6.72 0.3 2mol
【解析】
用双线桥表示电子转移,首先找出反应物、生成物的变价元素,桥上标电子的得与失,,依据元素化合价的变化从中找出氧化剂是HNO3、还原剂是Cu、氧化产物是Cu(NO3)2、还原产物是NO,硝酸在反应中起到酸性和氧化性,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3;另外根据同种元素不同价态之间若发生氧化还原反应,元素的化合价只靠近不交叉,H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O该反应中每一摩尔H2SO4参加反应,转移的电子的物质的量为2 mol。
(1)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O是氧化还原反应,反应中失电子的元素是铜元素,化合价升高,得电子的元素是氮元素,化合价降低,用双线桥法表示电子的转移的方向及数目为:;
(2)氧化剂指在反应中得到电子化合价降低的反应物;还原剂指在反应中失去电子化合价升高的反应物。反应中反应物的铜元素的化合价是0价,生成物Cu(NO3)2中铜元素的化合价为+2价,铜元素化合价升高,故Cu是还原剂;反应中反应物HNO3中氮元素的化合价为+5价,生成物NO中氮元素的化合价为+2价,氮元素化合价降低,故HNO3是氧化剂;
(3)氧化剂HNO3在反应中得到电子,被还原生成NO,故NO是还原产物;还原剂Cu在反应中失去电子,被氧化生成Cu(NO3)2,故是Cu(NO3)2氧化产物;
(4)在反应中反应物HNO3,一部分被还原为NO,一部分HNO3中的氮元素没有改变,并且以NO3- 形式存在,故该反应中体现了浓硝酸的性质有酸性、氧化性;
(5)Cu(NO3)2、HNO3都是易溶于水的强电解质,书写离子方程式时拆成离子的形式,Cu是单质、NO是氧化物并且还是非电解质、H2O是氧化物并且是弱电解质,所以书写离子方程式时写成化学式,故铜与稀硝酸反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(6)在反应中硝酸一部分起到氧化剂作用、一部分起到酸性作用,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3;
(7)在反应中每生成一个NO转移3个电子,当反应中转移的电子的物质的量是0.9mol,生成NO的物质的量为:0.9 mol 3=0.3 mol,则标准状况下生成NO的体积为:
0.3 mol×22.4L·mol-1= 6.72L;
(8)H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,同种元素不同价态之间若发生氧化还原反应,元素的化合价只靠近不交叉,故H2SO4→2e-→SO2,所以该反应中每一摩尔H2SO4参加反应,转移的电子的物质的量为2 mol。
【题目】(1)在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,发生反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图所示。
①0~10min的平均反应速率:v((NO2)=___________mol·L-1·min-1。
②a、b、c、d四个点中,表示化学反应速率v(正)>v(逆)的点是___________。
③上述反应反应进行到25min时,继续向容器内充入一定量NO2,重新达到平衡后,混合气体中NO2的体积分数将___________(填“增大”“不变”或“减小”)。该反应的平衡常数K=___________(计算结果保留1位小数)。
(2)一定温度下恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g),在碘蒸气存在时能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________(填标号)。
a.N2O分解反应中,k(含碘)>k(无碘)b.第一步对总反应速率起决定作用
c.第二步活化能比第三步大d.I2浓度与N2O分解速率无关
(3)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡,体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解):
t/min | 0 | 40 | 80 | 160 | 260 | 1300 | 1700 | ∞ |
p/kPa | 36.0 | 40.5 | 42.6 | 45.9 | 49.2 | 61.2 | 62.3 | 64.0 |
①25℃时2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp=___________kPa-1。
②t=200min时,测得体系中p(N2O4)=6.5kPa,则此时的N2O5转化率为___________。(计算结果保留1位小数)