题目内容
7.氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:(1)氮元素原子的L层电子数为5;肼中的化学键类型为共价键.
(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气.
已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l);△H1=-19.5kJ•mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g);△H2=-534.2kJ•mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9 kJ•mol-1;
(3)已知H2O(l)=H2O(g);△H3=+44kJ•mol-1,则表示肼燃烧热的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2 kJ•mol-1.
分析 (1)氮元素原子序数为7,根据构造原理,排满K层再排L层,K层2个电子,L层为5个电子,肼是共价化合物氮原子和氢原子形成共价键,氮原子和氮原子间也形成共价键;
(2)依据盖斯定律:②×2-①得到:2N2H4(l)++N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g),反应热与化学计量数成正比;
(3)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,根据燃烧热的概念,结合盖斯定律解答.
解答 解:(1)氮元素原子序数为7,根据构造原理,排满K层再排L层,K层2个电子,L层为5个电子,肼是共价化合物氮原子和氢原子形成共价键,氮原子和氮原子间也形成共价键,结构式为:
,
故答案为:5;共价键;
(2))①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)△H1=-19.5kJ?mol-1
②N2H4(l)+O2 (g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ•mol-1
根据盖斯定律写出肼和N2O4反应的热化学方程:②×2-①得到:2N2H4(l)++N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=(-534.2)×2-(-19.5)kJ•mol-1=-1048.9 kJ•mol-1;
故答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9 kJ•mol-1;
(3)燃烧热,指生成的水必须为液态,可燃物必须为1mol.
由反应①N2H4(l)+O2 (g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ•mol-1
②H2O(l)═H2O(g)△H3=+44kJ•mol-1
将①-2×②可得:N2H4(l)+O2 (g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-622.2kJ•mol-1
故答案为:N2H4(l)+O2 (g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-622.2kJ•mol-1.
点评 本题考查了原子核外电子排布、肼的化学键、热化学方程式、盖斯定律的应用等知识,注意盖斯定律的熟练应用,为高频考点,题目难度中等.
| A. | NaH在水中显碱性 | |
| B. | NaH中氢元素的离子的电子层排布与氖原子的电子层排布相同 | |
| C. | 微粒半径H-<Li+ | |
| D. | NaH与H2O反应时,水作还原剂 |
| 实验方案 | 实验现象 |
| ①用砂纸打磨后的镁带与沸水反应;再向反应液中滴加酚酞 | 产生气体,气体可燃,溶液变浅红色 |
| ②向新制得Na2S饱和溶液中滴加新制氯水 | 生成淡黄色沉淀 |
| ③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 | 浮于水面上,熔成小球,四处游动,逐渐缩小,溶液变红色 |
| ④镁带与2mol/L的盐酸反应 | 剧烈反应,产生的气体可燃 |
| ⑤铝条与2mol/L的盐酸反应 | 反应不十分剧烈;产生的气体可燃 |
| ⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 | 先生成白色絮状沉淀,最后沉淀全部溶解 |
| 实验方案 | 实验现象 | 有关离子方程式 |
| ① | 不填 | 不填 |
| ② | S2-+Cl2=S↓+2Cl- | |
| ③ | 不填 | 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ |
| ④ | 不填 | 不填 |
| ⑤ | 不填 | 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ |
| ⑥ | 先生成白色絮状沉淀,最后沉淀全部溶解 | Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O |
(2)实验用品:略.
(3)实验内容:(填写题给信息表中相应的实验现象,并在有空格处写出相对应的离子方程式)
(4)实验结论:同周期元素随原子序数的增大,元素的金属性逐渐减弱,而非金属性逐渐增强.
(5)问题与讨论:
请从原子结构理论上简单说明具有上述结论的原因是同周期元素随核电荷数的增加,原子核对核外电子的束缚力增强,原子半径减小,原子失电子能力减弱,而得到电子能力增强,即元素金属性逐渐减弱,二非金属性逐渐增强.
| A. | HA是强酸 | |
| B. | 混合液中,c(HA)+c(A-)=0.4mol•L-1 | |
| C. | 混合液中,c(Na+)+c(H+)=$\frac{Ka(HA)•c(HA)+Kw}{c({H}^{+})}$ | |
| D. | 向混合液中加入蒸馏水,c(A-)与c(HA)的比值将增大 |
(1)图1是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量 变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.2KJ/mol;
(2)若已知下列数据:
| 化学键 | H-H | N≡N |
| 键能/kJ•mol-1 | 435 | 943 |
(3)科学家用氮化镓、铜等材料组装成人工光合系统(如图2),利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4.
①写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少 量硫酸(选填“盐酸”或“硫酸”).
(4)①肼(N2H4) 的结构式
②NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
③肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气.
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4 (g)△H1=-19.5kJ•mol-1
②N2H4 (1)+O2(g)=N2(g)+2H2O (g)△H2=-534.2kJ•mol-1
写出肼和N2O4 反应的热化学方程式2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol;
④肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O.
| A. | 2种 | B. | 3种 | C. | 4种 | D. | 5种 |