题目内容
(12分)氮元素可以形成多种氢化物,如NH3、N2H4等。
(1)据报道,2016年中国将发射“天宫二号”空间实验室,并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船,与“天宫二号”交会对接。火箭升空需要高能燃料,通常用肼(N2H4)作燃料,N2O4作氧化剂。已知
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.7kJ?mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
2NO2(g)
N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氨气和气态水的热化学方程式:______________.
(2)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g),该反应的平衡常数和温度关系如下所示:
T/℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①该反应的△H 0(填“>”或“<”)。
②已知原料气中的氨碳比
为x,CO2的平衡转化率为a,在一定温度和压强下,a与x的关系如下图所示。a随着x的增大而增大的原因是__________。图中A点处,NH3的平衡转化率为__________。
![]()
(3)①在氢水加水稀释的过程中,NH3·H2O的电离程度____(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),
的值__________。
②室温下,amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是__________________(用离子方程式表示),该反应的平衡常数为__________(用含a的数学表达式表示)。
(1)2N2H4(g)+N2O4(g)
3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 083.0 kJ·mol-1(2分)
(2)①<(1分) ②增大c(NH3),平衡正向移动,从而提高CO2的转化率(1分)42%(2分)
(3)①增大(1分) 不变(1分) ②NH4++H2O
NH3·H2O+H+(2分)
或
(2分)
【解析】
试题分析:(1)由①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.7kJ?mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
③N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
④2NO2(g)
N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
根据盖斯定律可知?×2-④-?-?得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g),
△H=(-534.0kJ?mol-1)×2-(-52.7kJ?mol-1)-(180.7kJ?mol-1)-(-113.0kJ?mol-1)=-1083.0 kJ?mol-1,
即热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1083.0 kJ?mol-1;(2)①随着温度升高,K值减小,正反应方向为放热,ΔH<0;②根据题给图象分析,增大氨气浓度平衡正向进行,从而提高二氧化碳的转化率;A点处x=3,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为3,二氧化碳转化率为63%,假设氨气为3mol,二氧化碳为1mol,则反应的二氧化碳为0.63mol,依据化学方程式
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)反应的氨气为1.26mol,NH3的平衡转化率=1.26mol÷3mol×100%=42% ;(3)①在氨水加水稀释的过程中,氨水的电离程度增大,电离平衡常数K值只与温度有关,不变;②室温下,amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是铵根发生了水【解析】
NH+H2O
NH3·H2O+H+;该反应的平衡常数为K=C(NH3·H2O)·C(H+)/C(NH4+)=![]()
考点:考查盖斯定律、热方程式的书写,化学平衡常数及化学平衡的图像和计算,弱电解质的电离和盐类的水解。
根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
A | ①向溶液中通入CO2, ②继续通入CO2至过量 | ①溶液变浑浊 ②浑浊不消失 | 原溶液一定是NaAlO2溶液 |
B | ①向溶液中加入KSCN溶液,②滴入一定量盐酸 | ①溶液无明显现象 ②溶液变为血红色 | 原溶液中可能含有Fe2+、NO3- |
C | 用洁净铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应 | 火焰呈黄色 | 原溶液一定是钠盐溶液 |
D | 向溶液中加入盐酸 | 产生的气体使澄清石灰水变浑浊 | 原溶液中一定含有CO32- |
下列反应I和反应Ⅱ属于同一种反应类型的是
选项 | 反应Ⅰ | 反应Ⅱ |
A | 甲烷与氯气在光照条件下生成一氯甲烷 | 乙酸和碳酸钠溶液反应 |
B | 乙醇在催化剂条件下生成乙醛 | 乙烯与溴的四氯化碳溶液反应 |
C | 油脂制备肥皂 | 乙烯制备聚乙烯 |
D | 苯与液溴反应制备溴苯 | 乙醇和乙酸反应制备乙酸乙酯 |