题目内容

2．N2H4（肼）可作用制药的原料，也可作火箭的燃料．（1）肼能与酸反应．N2H6Cl2溶液呈弱酸性，在水中存在如下反应：
①N2H62++H2O?N2H5++H3O+平衡常数K1
②N2H5++H2O?N2H4+H3O+平衡常数K2
相同温度下，上述平衡常数K2＜K1，其主要原因是第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用．
（2）工业上，可用次氯酸钠与氨反应制备肼，副产物对环境友好，写出化学方程式NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O．
（3）肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色．
在密闭容器中发生上述反应，平衡体系中肼气体的体积分数与温度关系如图1所示．
该反应的正反应△H＞0（填：＜、＞或=，下同）；P2＜P1．
（4）已知热化学反应方程式：
反应I：N2H4（g）?N2（g）+2H2（g）△H1；
反应II：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H2．
①△H1＞△H2（填：＜、＞或=）
②7N2H4（g）?8NH3（g）+3N2（g）+2H2（g）△H
△H=7△H1+4△H2（用△H1、△H2表示）．
③向1L恒容密闭容器中充入0.1mol N2H4，在30℃、Ni-Pt催化剂作用下发生反应I，测得混合物体系中，$\frac{n（N2）+n（H2）}{n（N2H4）}$（用y表示）与时间的关系如图2所示．
0～4.0min时间内H2的平均生成速率υ（H2）=0.025mol•L-1•min-1；该温度下，反应I的平衡常数K=0.01．
（5）肼还可以制备碱性燃料电池，氧化产物为稳定的对环境友好的物质．该电池负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；若以肼-空气碱性燃料电池为电源，以NiSO4溶液为电镀液，在金属器具上镀镍，开始两极质量相等，当两极质量之差为1.18g时，至少消耗肼的质量为0.16g．

分析 （1）第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用，第一步水解为主；
（2）次氯酸钠的还原产物为氯化钠，不是氯气，还有水生成，氯化钠、水对环境都友好，结合原子守恒配平书写得到化学方程式；
（3）从图象看出，升高温度，平衡体系中肼气体的体积分数降低，则平衡正向移动，说明正方向是吸热反应；肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色，则方程式为：3N2H4$\stackrel{催化剂}{?}$4NH3+N2，增大压强，平衡向左移动，N2H4体积分数增大，故P1大于P2；
（4）①反应I是吸热反应，反应II是放热反应；
②根据盖斯定律知，反应I×7+反应II×4=反应III；
③设平衡时n（N2）=a，n（H2）=2a，
n（N2H4）=0.1 mol-a，则：3a=3.0×（0.1 mol-a），a=0.05 mol，
υ（H2）=$\frac{△c}{△t}$，K=$\frac{c（{N}_{2}）×{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$计算；
（5）N2H4/空气在碱溶液中构成电池，N2H4在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应，负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，镀镍时阴极的反应式为Ni2++2e-=Ni，镍的相对原子质量为59，阳极为纯镍，阳极的电极反应式为Ni-2e-=Ni2+，根据得失电子守恒建立关系计算．

解答 解：（1）相同温度下，上述平衡常数K2＜K1，其主要原因是第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用，第一步水解为主，
故答案为：第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用；
（2）次氯酸钠的还原产物为氯化钠，不是氯气，还有水生成，氯化钠、水对环境都友好，化学方程式为：NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O，
故答案为：NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O；
（3）从图象看出，升高温度，平衡体系中肼气体的体积分数降低，则平衡正向移动，说明正方向是吸热反应；肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色，则方程式为：3N2H4$\stackrel{催化剂}{?}$4NH3+N2，增大压强，平衡向左移动，N2H4体积分数增大，故P1大于P2，
故答案为：＞；＜；
（4）①反应I是吸热反应，△H1＞0，反应II是放热反应，△H2＜0，则△H1＞△H2，
故答案为：＞；
②反应I：N2H4（g）?N2（g）+2H2（g）△H1
反应II：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H2
反应III：7N2H4（g）?8NH3（g）+3N2（g）+2H2（g）△H
根据盖斯定律知，反应I×7+反应II×4=反应III，△H=7△H1+4△H2，
故答案为：7△H1+4△H2；
③设平衡时n（N2）=a，n（H2）=2a，
n（N2H4）=0.1 mol-a，则：3a=3.0×（0.1 mol-a），a=0.05 mol．
υ（H2）=$\frac{0.05mol×2}{1L×4min}$=0.025mol/（L•min），K=$\frac{c（{N}_{2}）×{c}^{2}（{H}_{2}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$=$\frac{\frac{0.05}{1}×（\frac{0.05×2}{1}）^{2}}{0.1-0.05}$=0.01，
故答案为：0.025；0.01；
（5）N2H4/空气在碱溶液中构成电池，N2H4在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应，负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，
镀镍时阴极的反应式为Ni2++2e-=Ni，镍的相对原子质量为59，阳极为纯镍，阳极的电极反应式为Ni-2e-=Ni2+，设至少消耗N2H4的物质的量为n，由电子守恒知，阴极质量与阳极质量之差为[2n-（-2n）]×59g/mol=1.18g，n=0.005mol，m（N2H4）=0.005mol×32g/mol=0.16g，
故答案为：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；0.16．

点评 本题考查较为综合，涉及反应速率、平衡常数、平衡移动、盖斯定律以及电化学等知识，题目难度中等，注意把握影响平衡移动的因素以及平衡移动方向的判断．

练习册系列答案
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12．有机物DBP常用作纤维素树脂和聚氯乙烯的增塑剂，特别适用于硝酸纤维素涂料．具有优良的溶解性、分散性和粘着性．由有机物A和邻二甲苯为原料可以合成DBP．

已知：①
②
③烃A是有机合成的重要原料．A的质谱图最大$\frac{m}{z}$为42，红外光谱表明分子中含有碳碳双键；B能发生银镜反应；有机物C的核磁共振氢谱显示其分子中含有5种化学环境不同的氢原子，且个数之比为3：2：2：2：l．
回答下列问题：
（1）A的结构简式为CH3CH=CH2；A在一定条件下生成聚合物的化学方程式为n CH3CH=CH2 $\stackrel{引发剂}{→}$．
（2）D中的含氧官能团是羧基．有机物D和足量有机物C反应生成DBP的化学方程式是．
（3）下列说法正确的是AC （选填序号字母）．
A．A能发生聚合反应、加成反应和氧化反应
B．与C互为同分异构体，且含有相同官能团的有机物有2种
C．邻二甲苯能氧化生成D说明有机物分子中基团之间存在影响
D．1mol DBP可与含4mol NaOH的溶液完全反应
（4）工业上常用有机物E（C8H4O3）代替D生产DBP．反应分为两步进行：
（Ⅰ）E+C$\stackrel{浓硫酸}{→}$中间产物         
（Ⅱ）中间产物+C $\stackrel{浓硫酸}{→}$DBP+H2O
①请猜测E的结构简式．
②工业上生产有机物E的反应如下：2X+9O2$→_{390℃}^{催化剂}$2E+4CO2+4H2O，芳香烃X的一溴代物只有两种．X的结构简式是．
13．下列反应中A-F是中学化学常见化合物，且A、B、E、F均含有相同的一种金属元素，G是一种常见单质．
①A（固体）$\stackrel{加热}{→}$B+C+D
②C+E→B+G；
③D+E→F+G
④A（溶液）+F（溶液）→B（溶液）+D
⑤B（溶液）+C+D→A（溶液）
（1）写出A的俗名小苏打，C的结构式O=C=O，E的电子式．
（2）写出反应④⑤的离子方程式：
④HCO3-+OH-═CO32-+H2O，⑤CO32-+CO2+H2O═2HCO3-．
（3）向盛有约1g的B的固体试管中滴入几滴水，振荡观察现象为白色粉末变成白色晶体，且试管底部变热．
（4）等物质的量浓度的A和B的稀溶液的pH值A＜B（填“＞”“=”或“＜”）．
（5）在反应②中当有1 mol E发生反应时电子转移的个数是NA．
10．A、B、C、D、E、F是中学化学常见的六种单质，原子序数依次增大的短周期主族元素，其中D、E是固体，其余均为气体．图中其他物质均为化合物，六种元素都不在同一主族．
（1）写出下列物质的名称：甲氧化铝，乙偏铝酸钠．
（2）写出实验室制取F的化学方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑，检验F收集满的方法将湿润的KI淀粉试纸放在集气瓶口，试纸变蓝证明氯气收集满．
（3）Y和CuO的反应方程式2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2+3H2O．
（4）写出乙和过量CO2反应的离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（5）D和E形成原电池的两个电极，NaOH溶液是电解质溶液．E的一极为原电池的负极极，该极的电极反应式为Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O．
（6）73 g X与足量的NaOH溶液反应放热Q kJ，写出该反应的热化学方程式HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=-0.5Q kJ/mol．
（7）D的最高价氧化物对应水化物的Ksp=1.8×10-11，该物质的溶液中，要使D离子 的浓度降至1.8×10-9 mol/L，25℃时溶液的pH应调至13．
17．工业上合成a-萜品醇G的路线之一如下：

已知：
R-OH+HBr→H2O→R-Br+H2O
请回答下列问题：
（1）F中所含官能团的名称是酯基；B→C的反应类型为取代反应．
（2）A的核磁共振氢谱有4个吸收峰，面积比为1：1：4：4．
（3）写出C→D转化的化学方程式．
（4）写出B在一定条件下聚合成高分子化合物的化学方程式．
（5）G可以与H2O催化加成得到化合物H，请写出H可能的结构简式（写一种即可）．
（6）写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式．
①只有3种环境的氢原子    ②能发生银镜反应    ③分子中含六元环．
4．对于平衡体系：aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（s）△H＜0，下列判断中正确的是（　　）
A．若（a+b）＜（c+d），则反应一定能自发向右进行
B．若从正反应开始，起始时A、B的物质的量之比为a：b，则平衡时A、B的转化率之比也为a：b
C．若a+b=c+d，在平衡体系中共有气体m mol，再向其中充入n mol B，则达到平衡时气体总物质的量大于（m+n）mol
D．若a+b=c，则对于体积不变的容器，升高温度，平衡向左移动，容器中气体的压强增大
11．溴化碘（IBr）的化学性质类似于卤素单质，试回答下列问题：
（1）溴化碘的电子式是，它是由极性共价键形成的极性分子．
（2）溴化碘和水反应生成了一种三原子分子，该分子的电子式为，写出该反应的化学方程式IBr+H2O=HBr+HIO．
8．硝基苯是重要的精细化工原料，是医药和染料的中间体，还可做有机溶剂．制备硝基苯的过程如下：
①配制混酸：组装如图反应装置．取100 mL烧杯，用20 mL浓硫酸与浓硝酸18 mL配制混和酸，加入漏斗中．把18 mL苯加入三颈烧瓶中．
②向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀．
③在50-60℃下发生反应，直至反应结束．
④除去混和酸后，粗产品依次用蒸馏水和10%Na2CO3溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品．
已知（1）+HNO3（浓）$→_{98%浓H_{2}SO_{4}}^{50-60℃}$+H2O

（2）可能用到的有关数据列表如下
物质熔点/℃沸点/℃密度（20℃）/g•cm-3溶解性
苯5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205难溶于水
1，3-二硝基苯893011.57微溶于水
浓硝酸831.4易溶于水
浓硫酸3381.84易溶于水
请回答下列问题：
（1）配置混酸应先在烧杯中先加入浓硝酸．
（2）恒压滴液漏斗的优点是可以保持漏斗内压强与发生器内压强相等，使漏斗内液体能顺利流下．
（3）实验装置中长玻璃管可用冷凝管（球形冷凝管或直行冷凝管均可）代替（填仪器名称）．
（4）反应结束后产品在液体的下层（填“上”或者“下”），分离混酸和产品的操作方法为分液．
（5）用10%Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时，怎样验证液体已洗净？取最后一次洗涤液，向溶液中加入氯化钙，无沉淀生成，说明已洗净．
（6）为了得到更纯净的硝基苯，还须先向液体中加入氯化钙除去水，然后蒸馏，最终得到17.5g硝基苯，则硝基苯的产率为70%（保留两位有效数字）．若加热后，发现未加沸石，应采取的操作是停止加热，待冷却后加入．
9．下列说法中正确的是（　　）
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．所有物质之间均存在化学键
C．由非金属元素可以组成离子化合物
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定为极性键

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