N2O俗名为“笑气”,也是一种温室气体。结合所学知识,回答下列问题:
(1)锌与极稀硝酸反应可生成N2O,该反应的化学方程式为___________,其中作氧化剂的硝酸与参与反应的硝酸的物质的量之比为___________。
(2)已知几种物质的相对能量如下:
物质 | N2O(g) | CO(g) | N2(g) | CO2(g) |
相对能量/kJ∙mol-1 | 475.5 | 283.0 | 393.5 | 0 |
①N2O(g)和CO(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为____________。
②若其他条件不变,加入高效催化剂,该反应的焓变将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)碘蒸气能催化N2O的分解,反应历程(步骤)如下:
i.I2(g)⇌2I(g)
ii.I(g)+N2O(g)=N2(g)+IO(g)
iii.2IO(g)+2N2O(g)=2N2(g)+2O2(g)+I2(g)
实验表明,在反应过程c(I)始终大于c(IO),由此推测,反应速率ii_________iii(填“>”、“<”或“=”)。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol N2O(g)和3 mol NO(g),发生反应:N2O(g)+NO(g)⇌N2(g)+NO2(g) △H。测得N2体积分数与温度、时间的关系如图所示。
①△H___________0(填“>”、“<”或“=”)。
②下列情况表明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的密度不再改变 B.相对分子质量不再改变
C.NO和NO2的消耗速率相等 D.N2O的体积分数不再改变
③T1时,该反应的平衡常数K=___________。
高三化学综合题中等难度题
N2O俗名为“笑气”,也是一种温室气体。结合所学知识,回答下列问题:
(1)锌与极稀硝酸反应可生成N2O,该反应的化学方程式为___________,其中作氧化剂的硝酸与参与反应的硝酸的物质的量之比为___________。
(2)已知几种物质的相对能量如下:
物质 | N2O(g) | CO(g) | N2(g) | CO2(g) |
相对能量/kJ∙mol-1 | 475.5 | 283.0 | 393.5 | 0 |
①N2O(g)和CO(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为____________。
②若其他条件不变,加入高效催化剂,该反应的焓变将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)碘蒸气能催化N2O的分解,反应历程(步骤)如下:
i.I2(g)⇌2I(g)
ii.I(g)+N2O(g)=N2(g)+IO(g)
iii.2IO(g)+2N2O(g)=2N2(g)+2O2(g)+I2(g)
实验表明,在反应过程c(I)始终大于c(IO),由此推测,反应速率ii_________iii(填“>”、“<”或“=”)。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol N2O(g)和3 mol NO(g),发生反应:N2O(g)+NO(g)⇌N2(g)+NO2(g) △H。测得N2体积分数与温度、时间的关系如图所示。
①△H___________0(填“>”、“<”或“=”)。
②下列情况表明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的密度不再改变 B.相对分子质量不再改变
C.NO和NO2的消耗速率相等 D.N2O的体积分数不再改变
③T1时,该反应的平衡常数K=___________。
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常见的电子气体有BCl3、N2O、SiH4及SiHCl3等。回答下列问题:
(1)气体B2H6与氯气混合可生成气态BCl3,每生成1.0 g BCl3放出5.9 kJ的热量,该反应的热化学方程式为______。
(2)25℃时反应 S(s) +H2(g)⇌H2S(g) Kp1=6.0×105
Si(s)+2H2(g)⇌SiH4(g) Kp2=7.8×106
则反应 Si(s)+2H2S(g)⇌SiH4(g)+2S(s) Kp=_____(Kp为以分压表示的平衡常数,下同)。
(3)多晶硅制中发生一系列反应:
(I)4SiHCl3(g)⇌Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g) △H1=a kJ /mol
(II)SiCl4(g)+H2(g)⇌SiHCl3(g)+HCl(g) △H2=b kJ/mo1
(III)SiCl2(g)+H2(g)⇌Si(s)+2HCl(g) △H3=c kJ/mo1
①反应SiHCl3 (g)⇌SiCl2 (g) +HCl (g) △H=____kJ/mo1 (用含a、b、c的代数式表示)
②反应(I)(II)(III)的Kp与温度的关系如下图
属于吸热反应的是_________(填I、II或III);图中M点分压间满足关系:p(SiCl4)=______(用相关物质的分压p表示)。
(4)一种制取N2O的方法为 O2NNH2(aq)→N2O(g)+H2O(1),该反应的历程如下:
(I)O2NNH2(aq)O2NNH-(aq) +H+(aq) (快速平衡)
(II)O2NNH-(aq) N2O(g) +OH-(aq) (慢)
(III)H+(aq)+OH-(aq) H2O(1) (快)
①活化能最大的反应步骤是_________(填I、II或III)。
②已知反应(I)的速率方程v(正)=k1c(O2NNH2),v(逆)=k -1 c(O2NNH-)•c(H+),(k1、k -1分别为正逆反应速率常数,反应(I)达到平衡时,平衡常数K=__________(用k1、k -1表示)。
③已知总反应速率方程为v=K ,反应(II)的v(正)=k2c(O2NNH-),则K=________ (用k1、k -1、k2、k3表示)
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氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中,在异养微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为________。
(2)已知反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的ΔH= –163 kJ·mol-1,1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ的能量,则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为________ kJ。
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的部分实验数据如下:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
C(N2O)/mol/L | 0.100 | 0.090 | 0.080 | 0.070 | 0.060 | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.010 |
①在0~20min时段,反应速率v(N2O)为________ mol·L-1·min-1。
②若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L-1,则反应至30min时N2O的转化率α =__________。比较不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0=0.150 mol·L-1) ________ v(c0=0.100 mol·L-1)(填“>”、“=”或“<”)。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1________T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1 min时,体系压强p =________(用p0表示)。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g) 2I(g) (快反应)
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g) (快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是________(填标号)。
A.N2O分解反应中,k(含碘)> k(无碘) B.第一步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步大 D.I2浓度与N2O分解速率无关
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氮氧化合物是目前造成大气污染的主要气体,而汽车尾气中就含有NO 等多种污染气体。汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致。请结合所学知识回答下列问题:
(1) 已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H1=+67.8 kJ/mol
2NO2(g)O2(g)+2NO(g) △H2=+116.2 kJ/mol
则N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=_________kJ/mol;汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO 的排放量越大,分析其原因为_____________
(2) 若反应N2(g)+O2(g)2NO(g)是在恒容条件下进行,下列能说明该反应已达到平衡状态的是________
a.2υ正(N2)= υ逆(NO) b.混合气体密度不变
c.生成1molO2的同时生成2molNO d.混合气体平均相对分子质量不变
(3) 汽车尾气净化反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H= -746.5 kJ/mol,若将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积恒定为1L 的密闭容器中,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示:
①该反应能自发进行的条件为_____ (填“高温”、“低温”或“任意温度”);
②在6~9 min 内,以CO 表示的平均反应速率 υ(CO)=________mol·L-l·min-1;
③第12min时改变的反应条件为_________ (填“升高温度”或“降低温度”);
④反应在第24min时的平衡常数K=____________(只列出计算式,无需计算结果),若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2 各0.060mol,平衡将_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
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(14分)金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3-发生氧化还原反应,转化关系如下图所示:
其中,气体D和F反应可生成盐,气体D和A溶液反应生成白色沉淀。
请回答下列问题:
(1)当Al与稀硝酸反应时,稀硝酸表现的性质是
A.只表现强氧化性
B.只表现酸性
C.同时表现强氧化性及酸性
D.表现了强氧化性还表现了还原性
(2)在下列离子方程式的横线上填写产物的化学式(不需要配平)
Al + NO3-+ OH-+ H2O—→ +
(3)过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是 ________
(4)D—→C反应的化学方程式是________
(5)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C、E转化为无毒的气态单质,该单质是
(6)除去C中的E气体杂质可用的化学方法是:(用化学方程式表示)________
(7)Al与NO3-在酸性条件下反应,Al与被还原的NO3-的物质的量之比是 ________ 。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
(14分)金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3-发生氧化还原反应,转化关系如下图所示:
其中,气体D和F反应可生成盐,气体D和A溶液反应生成白色沉淀。
请回答下列问题:
(1)当Al与稀硝酸反应时,稀硝酸表现的性质是
A.只表现强氧化性
B.只表现酸性
C.同时表现强氧化性及酸性
D.表现了强氧化性还表现了还原性
(2)在下列离子方程式的横线上填写产物的化学式(不需要配平)
Al + NO3-+ OH-+ H2O—→ +
(3)过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是
(4)D—→C反应的化学方程式是
(5)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C、E转化为无毒的气态单质,该单质是
(6)除去C中的E气体杂质可用的化学方法是:(用化学方程式表示)________
(7)Al与NO3-在酸性条件下反应,Al与被还原的NO3-的物质的量之比是 。
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采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题
(1)1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为___________。
(2)F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解):
t/min | 0 | 40 | 80 | 160 | 260 | 1300 | 1700 | ∞ |
p/kPa | 35.8 | 40.3 | 42.5. | 45.9 | 49.2 | 61.2 | 62.3 | 63.1 |
①已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1 ,2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1,则反应N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol−1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×P(N2O5)(KPa/min)。t=62 min时,测得体系中P(O2)=2.9 kPa,则此时的P(N2O5)=________ kPa,v=_______kPa·min−1。
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)。
④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
水是生命之源,也是化学反应中的主角。请回答下列问题:
I.水是一种电解质,发生电离会产生电子总数相同的两种微粒,其电离方程式为________。
Ⅱ.在许多反应中H2O扮演不同的“角色”。请结合所学知识,写出有关反应的化学方程式或离子方程式。
(1)H2O参与置换反应,符合X+W→Y+V:
已知X和Y分别是短周期主族元素形成的两种单质, W、V是化合物。
①W是水,作还原剂,该反应的化学方程为________;
②V是水,化学方程式为 ________。
(2)水在氧化还原反应既不是氧化剂也不是还原剂:
A、B是中学化学常见的两种由短周期元素组成的有色气体,它们均能与水发生氧化还原反应,但水既不是氧化剂也不是还原剂,写出A、B与水反应的化学方程式:
①A + H2O ________;
②B + H2O ________;
(3)某物质化学式为NH5,常温下是固态,能与水剧烈反应放出两种气体。在NH5中的各原子均具有稀有气体的稳定结构,则下列对NH5与水的反应描述正确的是 ________(填选项)。
A.NH5与水反应时,NH5是氧化剂
B.NH5与水反应时,NH5既是氧化剂又是还原剂
C.NH5与水反应时,NH5是还原剂
D.NH5与NH3溶于水后溶液均呈碱性
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含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s | 0 | 60 | 90 | 120 | 160 | 260 | 300 | 360 | 400 |
a/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。
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【化学一选修2 :化学与技术】
工业上制取硝酸的主要流程图如图1所示,尾气处理流程图如图2所示:
请根据上述流程,结合所学知识回答:
(1)工业合成氨的原料是N2和H2,其中N2以空气为原料制取,方法是____________。H2可用等物质的量的水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取,其化学方程式为________________。 在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)来实现。己知1100K时该反应的平衡常数K= 0.64,若要使CO的转化率超过80%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于______________。
(2)在合成氨的设备(合成塔)中,使用热交换器的目的是_________。往吸收塔通入过量空气的原因是______________。
(3)利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气(含NO、NO2),既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如图2所示。已知NO和NO2按1:1通入碱液中生成亚硝酸盐。工艺流程2中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是_________;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是____________(填化学式)。该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1:1。若n(NO):n(NO2)<1:1,则会导致__________________。
(4)工业上生产硝酸的过程中产生NOx,也可以用NH3在高温下催化还原法消除NOx对空气的污染。写出NH3与NOx反应的化学方程式__________________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析