题目内容

12．发射航天火箭常用肼（N2H4）与N2O4作燃料与助燃剂．
（1）肼（N2H4）与N2O4的反应为：2N2H4（g）+N2O4（1）═3N2（g）+4H2O（g）△H=-1225kJ•mol-1
已知反应相关的化学键键能数据如表：
化学键N-HN-NN≡NO-H
E/（kJ•mol-1）390190946460
则使l mol N2O4（1）分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是1793kJ
（2）N2O4与NO2之间存在反应N2O4（g）?2NO2（g）．将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率，[aN2O4）]随温度变化如图1所示．
①由图推测该反应△H＞0（填“＞”或“＜”），若要提高N2O4的转化率，除改变反应温度外，其它措施有减小体系压强、移出NO2（要求写出一条）．
②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强P0为108kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数．Kp=115.2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
③在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N2O4）=k1p（N2O4），v（NO2）=k2p2（NO2），其中k1、k2是与反应温度有关的常数．相应的速率-压强关系如图2所示，一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=$\frac{1}{2}$K2．Kp，在图标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为B点与D点．
（3）某科研人员设计如图3甲所示新型燃料电池，已知固体电解质可以传导O2-，生成物均为无毒无害的物质．将燃料电池的正负两极与装置乙中M、N两惰性电极连接，两极室均可产生乙醛酸（HOOC-CHO）．其中M电极区的乙二醛（OHC-CHO）与电极产物发生反应生成乙醛酸．则：
①燃料电池负极的电极反应式为N2H4+2O2-4e-=N2+2H2O．
②a极与N（填“M”或“N”）相连，写出N极电极反应式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O．
③若有1.5mol H+通过质子交换膜并完全参与反应，则该装置中生成的乙醛酸为1.5mol．

分析 （1）反应热=反应物总键能-生成物总键能；
（2）①升高温度平衡向吸热方向移动；减小体系压强、移出NO2都使平衡正向移动；
②化学平衡常数K=$\frac{生成物分压幂之积}{反应物分压幂之积}$；
③化学平衡常数Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），二者的反应速率之比等于其计量数之比；满足平衡条件υ（NO2）=2υ（N2O4）即为平衡点；
（3）①燃料作负极，发生氧化反应；
②根据图知，a极为负极，M电极上有氯气生成，说明M电极上氯离子放电生成氯气，则M为阳极、N为阴极，负极与阴极相连，N电极上乙二酸得电子和氢离子反应生成乙醛酸；
③若有1.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，根据HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O知右边装置有0.75mol乙醛酸生成，M电极附近发生的反应方程式为Cl2+OHC-CHO+H2O═HOOC-CHO+2HCl，据此计算该装置生成乙醛酸的物质的量．

解答 解：（1）设1mol N2O4（1）完全分解成相应的原子时需要吸收的能量QKJ，则：
190kJ/mol×2+390kJ/mol×8+QkJ/mol-946kJ/mol×3-460kJ/mol×8=-1225 kJ/mol，
解得Q=1793，故答案为：1793kJ；
（2）①根据图知，升高温度转化率增大，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应是吸热反应，若要提高N2O4转化率，除改变反应温度外，其他措施有减小体系压强、移出NO2，
故答案为：＞；减小体系压强、移出NO2；
②四氧化二氮的转化率是0.4，设原来四氧化二的物质的量为xmol，转化的物质的量为0.8xmol，则混合气体的物质的量=（x-0.4x+0.8x）mol=1.4xmol，相同条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，所以反应后压强=$\frac{108KPa}{xmol}$=151.2KPa，
四氧化二氮的分压=151.2KPa×$\frac{0.6xmol}{1.4xmol}$=64.8KPa，
二氧化氮的分压=151.2KPa×$\frac{0.8xmol}{1.4xmol}$=86.4KPa，
化学平衡常数K=$\frac{生成物分压幂之积}{反应物分压幂之积}$=$\frac{86．{4}^{2}}{64.8}$=115.2，
故答案为：115.2；
③化学平衡常数Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），二者的反应速率之比等于其计量数之比，
所以υ（NO2）：υ（N2O4）=k2[p（NO2）]2：k1•p（N2O4）=2：1，
化学平衡常数Kp=[p（NO2）]2÷p（N2O4），
则K1=$\frac{1}{2}$K2．Kp，
满足平衡条件υ（NO2）=2υ（N2O4）即为平衡点，BD点的压强之比等于其反应速率之比为1：2，所以BD为平衡点，
故答案为：$\frac{1}{2}$K2．Kp；B点与D点；
（3）①燃料作负极，发生氧化反应，电极反应式为N2H4+2O2-4e-=N2+2H2O，故答案为：N2H4+2O2-4e-=N2+2H2O；
②根据图知，a极为负极，M电极上有氯气生成，说明M电极上氯离子放电生成氯气，则M为阳极、N为阴极，负极与阴极相连，N电极上乙二酸得电子和氢离子反应生成乙醛酸，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O，故答案为：N；HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O；
③若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，根据HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O知右边装置有1mol乙醛酸生成，M电极附近发生的反应方程式为Cl2+OHC-CHO+H2O═HOOC-CHO+2HCl，有1.5mol氢离子生成时同时生成乙醛酸0.75mol，所以若有1.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为1.5mol，故答案为：1.5．

点评 本题考查化学平衡有关计算、化学平衡影响移动、盖斯定律等知识点，侧重考查学生分析计算及获取信息解答问题能力，难点是（3）题平衡常数的计算，注意分压的计算方法，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．下列有机物命名正确的是（　　）
A1，5-二甲基-3-乙基苯
B异戊二烯
C     2，5-二甲基-5-庚醇
D
CH3 CH2CH2（C2H5）CHCH（CH3）2		2-甲基-3-正丙基戊烷
A．AB．BC．CD．D
3．酣酸亚铬晶体是一种氧气吸收剂，化学式为[Cr（CH3COO）2]2•2H2O，不溶于冷水，易溶于盐酸．由于Cr2+易被氧气氧化，制备醋酸亚铬时，需在封闭体系中用锌作还原剂，先将Cr3+还原为Cr2+，再与醋酸钠溶液作用制得，其总反应为：
2Cr3++Zn+4CH3COO-+2H2O═[Cr（CH3COO）2]2•2H2O+Zn2+
请回答下列问题：
（1）实验中用恒压滴液漏斗，相比普通分液漏斗，显著的优点是平衡压强，使液体顺利滴下，可以防止液体挥发．
（2）实验开始前，必需进行的实验操作是检验装置气密性；实验开始时，打开恒压滴液漏斗的旋塞，让盐酸滴入装置2中，打开A，关闭B，目的是盐酸与锌反应产生的氢气将装置中的空气排出，形成还原性氛围，防止Cr2+被氧化，，反应一段时间后，保持盐酸持续滴下，关闭A，打开B，目的是让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应．
（3）已知其它反应物足量，实验时取用的是含溶质3.17g CrCl3溶液和1L 0.1mol•L-1的醋酸钠溶液；实验后得干燥纯净的醋酸亚铬晶体2.82g，则该实验所得产品的产率为75%（不考虑醋酸亚铬晶体的溶解损失）．
（4）为标定实验所用的CrCl3溶液，进行了如下操作：
取25.00mLCrCl3溶液于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加热至沸后加入适量Na2O2，充分加热煮沸，稀释，加入过量的稀H2SO4至溶液呈强酸性，此时铬以Cr2O72-存在；再加入足量KI，密塞，摇匀，于暗处静置5分钟后，用0.25mol•L-1硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入l mL指示剂，滴定至终点．平行测定三次，平均消耗标准硫代硫酸钠溶液24.00mL．
已知：Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，2S2O32-+I2═S4O62-十2I-．
①实验所用的CrCl3溶液的物质的量浓度为0.08mol/L．
②滴定过程中所用的指示剂是淀粉．
③下列操作导致实验结果偏低的是ac．
a．移取CrCl3溶液的滴定管，水洗后未用CrCl3溶液润洗
b．盛硫代硫酸钠溶液的滴定管滴定前有气泡，滴定后无气泡
c．量取CrCl3溶液时先俯视后仰视
d．滴定终点时，盛硫代硫酸钠溶液的滴定管尖嘴外挂有一滴液珠未滴落．
20．已知：将乙醇和浓硫酸反应的温度控制在140℃，乙醇会发生分子间脱水，并生成乙醚．用浓硫酸与分子式分别为C2H6O和C3H8O的醇的混合液反应，可以得到醚的种类有（　　）
A．1B．3C．5D．6
7．工业上制取硝酸铵的流程图如图1，请回答下列问题：

（1）在上述工业制硝酸的生产中，设备M的名称是氧化炉，其中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（2）此主产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网．科学研究证实了氢气与氧气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如图2：

、、分别表示N2、H2、NH3．图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、在催化剂表面N2、H2中的化学键断裂．
（3）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是利用余热，节约能源；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是使NO循环利用，全部转化为硝酸．
（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：

碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O
NH3还原法：8NH3+6NO2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$7N2+12H2O（NO也有类似的反应）
以上两种方法中，符合绿色化学的是氨气还原法．
（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3．已知：由NH3制NO的产率是96%，NO制HNO3的产率是92%．则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的53%．
17．某学习小组按如下实验过程测量海带中碘的含量

上述实验过程对仪器选择不合理的是（　　）
ABCD
 
 
 
 
Ⅰ		 
 
 
 
Ⅱ		 
 
 
 
Ⅲ		 
 
 
 
Ⅳ
A．AB．BC．CD．D
4．开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH4）3是一种储氢材料，可由TiCl4和BH4反应制得．
①Ti的基态原子外围电子排布式为3d24s2．
②LiBH4由Li+和BH4-构成，BH4-的空间构型是正四面体，BH4-中B原子的杂化类型为sp3，LiBH4中存在的作用力有离子键、共价键和配位键．
③LiBH4元素的电负性由大到小排列顺序为H＞B＞Li．
（2）MgH2也是一种储氢材料，其晶胞结构如图所示．
已知该晶胞的体积为V cm3，则该晶体的密度为$\frac{52}{V{N}_{A}}$g/cm3[用V、NA表示（其中NA为阿伏加德罗常数的值）]．MgH2要密封保存，通水会缓慢反应．反应的化学方程式为MgH2+H2O=Mg（OH）2↓+H2↑．
（3）金属晶体中存在一种堆积方式叫立方最密堆积，其配位数为12，空间利用率为74%．一种具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氧后的晶胞结构与CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH8．
1．钠、铝和铁是中学化学常见的金属．请回答下列问题：
（1）钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2（填Na2O或Na2O2）．
（2）Al（OH）3能溶于强酸溶液或强碱溶液生成盐和水，则Al（OH）3是一种两性（填“酸性”、“碱性”或“两性”）氢氧化物．
（3）铁可以形成多种氧化物，其中磁性氧化铁是C （填字母代号）．
A．FeO             B． Fe2O3           C． Fe3O4．
2．X是日常生活中应用最广泛的金属，现有废铜（杂质为不溶于酸的物质及少量的X单质）来制备胆矾，同时得到副产物红棕色氧化物X．有人设计了如下流程：

请根据上述流程回答下列问题：
（1）写出滤液I中加入H2O2后反应的离子方程式2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；
（2）试剂a可选用的是BDE（填字母）
  A．氨水    B．Cu2（OH）2CO3   C．NaOH   D．Cu（OH）2   E．CuCO3
（3）煮沸的目的是除去溶解的二氧化碳．

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