题目内容

8．氮及氮的化合物在化工研究中是一门重要的课题．
I．某无机化合物A的相对分子质量为184．在一定条件下，SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，且X的水溶液pH＜7．将18.4gA隔绝空气加热可得到12.8gB和气体单质C．请回答：
（1）写出SCl2与氨反应的化学方程式6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl．
II．已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ•mol-1
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
（2）汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g），简述该设想能否实现的依据：不可行，因为△H＞0，△S＜0，在任何情况下都不能自发进行．
（3）汽车尾气转化器中发生的反应：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJ•mol-1．
（4）有容积相同的甲、乙两个密闭容器，甲充入等量的NO和CO气体，乙充入NO气体．
以Ag-ZSM-5为催化剂，分别在不同温度下同时发生反应，测得相同时间内NO的转化率，绘得图象如图1．
分析图象回答：曲线②NO转化率随温度升高而增大的原因反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大．在图2中画出反应2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）在不同温度下达到平衡时c（N2）的变化趋势图．
（5）已知常温下HNO2的电离常数K=4.6×10-4，求0.01mol•L-1的HNO2溶液中c（H+）=2.14×10-3mol•L-1．（$\sqrt{4.6}$=2.14）

分析 （1）根据“SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，且X的水溶液的pH＜7、A隔绝空气加强热可得到 B和气体单质C”知B是S，A含N、S元素，C是氮气，X是氯化铵．n（A）=$\frac{18.4g}{184g/mol}$=0.1mol，n（S）=$\frac{12.8g}{32g/mol}$=0.4mol，则A中含N：$\frac{（18.4-0.4×32）g}{14g/mol}$=0.4mol，故A的分子式为S4N4，根据原子守恒可书写出反应方程式；
（2）依据反应自发进行的条件是△H-T△S＜0分析判断；
（3）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ•mol-1
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
根据盖斯定律③×2-①-②计算；
（4）根据2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJ•mol-1，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以NO的转化率应该减小，而曲线②NO转化率随温度升高而增大说明反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大，据此分析；
（5）根据HNO2?H++NO2-结合电离常数K=4.6×10-4计算．

解答 解：（1）因为“SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，且X的水溶液的pH＜7、A隔绝空气加强热可得到 B和气体单质C”知B是S，A含N、S元素，C是氮气，X是氯化铵．n（A）=$\frac{18.4g}{184g/mol}$=0.1mol，n（S）=$\frac{12.8g}{32g/mol}$=0.4mol，则A中含N：$\frac{（18.4-0.4×32）g}{14g/mol}$=0.4mol，故A的分子式为S4N4，所以SCl2与氨反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，反应方程式：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl，
故答案为：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl；
（2）因为C不完全燃烧时产生CO为放热反应，则2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，又熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H-T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；故答案为：不可行，因为△H＞0，△S＜0，在任何情况下都不能自发进行；
（3）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ•mol-1
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
根据盖斯定律③×2-①-②得2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-393.5×2-180.5+221.0=-746.5kJ•mol-1，故答案为：-746.5kJ•mol-1；
（4）根据（3）2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJ•mol-1，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以NO的转化率应该减小，而曲线②NO转化率随温度升高而增大说明反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大；
又2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJ•mol-1，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以温度越高，平衡时c（N2）越小，则变化趋势图为，故答案为：反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大；．
（5）因为HNO2的电离方程式为HNO2?H++NO2-，又电离常数K=4.6×10-4，所以K=$\frac{c（H{\;}^{+}）c（NO{\;}_{2}{\;}^{-}）}{c（HNO{\;}_{2}）}$=$\frac{c{\;}^{2}（H{\;}^{+}）}{0.01mol/L}$=4.6×10-4，解得：c（H+）=2.14×10-3mol•L-1，故答案为：2.14×10-3．

点评 本题考查较为综合，涉及化学方程式书写、盖斯定律应用、影响平衡移动的因素以及平衡常数的计算等知识，是高考的热点题型，解题时利用盖斯定律求反应热注意方程式变形时，△H的符号和数值，注意影响化学平衡的因素高频考点，题目难度中等．

练习册系列答案
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18．氮的化合物在工农业生产生活中有着重要作用．请回答下列问题：
（1）在一个容积不变的密闭容器中，发生反应：
2NO（g）+O2（g）═2NO2（g） 当n（NO）：n（O2）=4：1时，O2的转化率随时间的变化关系如图1所示．
①A点的逆反应速率v逆（O2）小于B点的正反应速率v正（O2）．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②NO的平衡转化率为30%；当达到B点后往容器中再以4：1加入一些NO和 O2，当达到新平衡时，则NO的百分含量小于B点NO的百分含量（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（2）在图2和图3中出现的所有物质都为气体，分析图2和图3，可推测：
4NO（g）+3O2（g）=2N2O5（g）△H=-787kJ/mol
（3）若往20mL 0.0lmol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图4所示，下列有关说法正确的是②③．
①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L
③HNO2的电离平衡常数：b点＞a点
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c（Na+）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）
19．废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染．废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末．
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是BD（填字母）．
A．热裂解形成燃油
B．露天焚烧
C．作为有机复合建筑材料的原料
D．直接填埋
（2）已知下列热化学方程式：
O2（g）═O+2（g）+e-△H1=+1175.7kJ•mol-1
PtF6（g）+e-═PtF6-（g）△H2=-771.1kJ•mol-1
O2+PtF6-（s）═O2+（g）+PtF6-（g）△H3=+482.2kJ•mol-1
则反应O2（g）+PtF6（g）=O2+PtF6-（s）的△H=-77.6kJ/mol．
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇（CH3OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量363.3kJ，该反应的热化学方程式为CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.6 kJ•mol-1（相对原子质量 C-12  H-1  O-16 ），当此反应生成66g CO2时，放出的热量为1089.9KJ．
16．硼酸（H3BO3）为白色粉末状结晶，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间．以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸的工艺流程如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．向铁硼矿粉中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量双氧水，再调节溶液的pH约为5；
Ⅲ．过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得粗硼酸和含镁盐的母液；
Ⅳ．粗硼酸精制得硼酸．
已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3Mg（OH）2
开始沉淀时3.85.82.210.6
完全沉淀时4.78.34.012
注：金属离子的起始浓度为0.01mol•L-1
请回答：
（1）写出Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式：Mg2B2O5•H2O+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H3BO3+2MgSO4．
（2）为提高步骤I中的反应速率，可采取的措施有升高温度、适当增大硫酸的浓度或减小铁硼矿粉的粒径等（写出两条）．
（3）步骤Ⅱ的目的是将Fe2+氧化为Fe3+；使Al3+与Fe3+形成氢氧化物沉淀而除去．
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是MgSO4．
3．已知某化学反应A2 （g）+2B2 （g）═2AB2（g） （AB2的分子结构为B-A-B）的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是（　　）
A．该反应的进行一定需要加热
B．该反应的△H=-（E1-E2）kJ/mol
C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D．断裂1　mol　A-A和2　mol　B-B放出E1　kJ能量
13．根据解决问题

（1）电镀时，镀件与电源的负极连接．
（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层．
①若用铜盐进行化学镀铜，应选用还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应．
②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图1所示．该镀铜过程中，镀液pH 控制在12.5左右．据图中信息，
给出使反应停止的方法：调节溶液的pH至8-9 之间
（3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如图2：
①步骤（i）中Cu2（OH）2CO3发生反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O．
②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是HCO3-（填离子符号）．
③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2转移2mol电子，该反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O．
④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为：3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3 （SO4）2（OH）6+6H+     过滤后母液的pH=2.0，c （Fe3+）=a mol•L-1，c （ NH4+）=b mol•L-1，c （ SO42-）=d mol•L-1，该反应的平衡常数K=$\frac{1{0}^{-12}}{{a}^{3}b{d}^{2}}$（用含a、b、d 的代数式表示）．
20．下列说法正确的是（　　）
A．对CO（g）+H2S（g）?COS（g）+H2（g）达到平衡后，升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应
B．对CO（g）+H2S（g）?COS（g）+H2（g）达到平衡后，通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．一定条件下反应N2+3H2?2NH3达到平衡时，3v正（H2）=2v逆（NH3）
D．对于反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，只改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变
17．在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx（s）+yH2（g）?MHx+2y（s）△H＜0 达到化学平衡时．下列有关叙述正确的是（　　）
A．吸收y mol H2只需1 mol MHx
B．平衡时容器内气体压强减小
C．若降温，该反应的平衡常数增大
D．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）＞v（吸氢）
18．下列有关胶体的叙述正确的是（　　）
A．将饱和FeCl3溶液滴加入冷水中直接就能制得Fe（OH）3胶体
B．胶体区别于其它分散系的本质特征是胶体粒子的直径大小
C．用过滤的方法可以分离和提纯胶体
D．煮鸡蛋的过程中发生了胶体的电泳现象

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