(14分)
I.氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)根据下侧能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH <0,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K |
298 |
398 |
498 |
平衡常数K |
4.1×106 |
K1 |
K2 |
①该反应的平衡常数表达式:K= ;
②试判断K1 K2(填写“>”,“=”或“<”)
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b.v(N2)正 = 3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
II. 如图a,在恒压密闭容器M中加入2 mol A和2 mol B,起始时容器体积为V L,发生如下反应并达到化学平衡状态: 2 A(?)+B(?)x C(g) ΔH<0。平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4,C的物质的量为 y mol。
(3)据题中数据计算,x =_____、y =_____;
(4)如图b,在体积为V L的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同),测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图c(t0时达平衡),平衡时容器中C的物质的量为z mol。由于反应物A、B的状态未知,则z和y的大小也不确定,请在下表中填入一种A、B的状态与z、y的大小之间可能的关系(仿照情形①):
可能的情形 |
A、B是否为气态 |
z与y的大小关系 |
|
A |
B |
||
① |
是 |
不是 |
z = y |
② |
|
|
|
|
|
|
|
(9分)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是______;电解质溶液Y是____________;
(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为__________________;X电极上发生的电极反应为____________________________________________________;
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
(12分)在温度T ℃下,某Ba(OH)2稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,向该溶液中逐滴加入pH=b的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:
序号 |
氢氧化钡的体积/mL |
盐酸的体积/mL |
溶液的pH |
① |
22.00 |
0.00 |
8 |
② |
22.00 |
18.00 |
7 |
③ |
22.00 |
22.00 |
6 |
(1)依据题意判断,T ℃________25 ℃(填“大于”、“小于”或“等于”),该温度下水的离子积KW=________。
(2)b=________,原Ba(OH)2稀溶液的物质的量浓度为________。
(3)该温度下,向1 L硫酸与硫酸钠的混合溶液中加入3 L该Ba(OH)2的稀溶液时,沉淀正好达最大值,从所得溶液中取出4 mL并加水稀释至20 mL,测得溶液的pH为7,则原硫酸与硫酸钠混合溶液的pH为________,其中Na2SO4的物质的量浓度为________。
(8分)现有A、B、C、D四种溶液,它们的阳离子和阴离子均各不相同,所含阳离子是:Ba2+、Ag+、H+、Na+,所含阴离子是:CO32—、NO3—、Cl—、OH-,为了确定这四种溶液成分,进行如下化学实验:
(1)A与B混合后无现象
(2)B与D混合后产生气体
(3)B与C混合后产生沉淀
(4)A与D混合产生沉淀,该沉淀溶于B
(5)A与C混合产生沉淀
A |
B |
C |
D |
|
A |
— |
↓ |
↓ |
|
B |
— |
↓ |
↑ |
|
C |
↓ |
↓ |
||
D |
↓ |
↑ |
根据上述实验现象,则A、B、C、D四瓶溶液的溶质分别是(用化学式表示):、、、。
标出下列氧化还原反应的电子转移数目和方向,并写出氧化剂和还原剂
(1) Fe2O3+3AlAl2O3+3Fe
氧化剂是,还原剂是
(2)2KMnO4+ 16HCl(浓) ="==" 2KCl+ 2MnCl2+ 5Cl2↑ + 8H2O
氧化剂是,还原剂是
按要求填空:
(1)0.2molO3和0.3molO2的质量(选填“相等”、“不相等”或“无法判断”),分子数之比为,所含原子数之比为,在相同条件下的体积之比为。
(2)73g HCl气体中含有个分子,标准状况下占有的体积为L。
(3)相同物质的量浓度的KCl、CuCl2、AlCl3溶液,分别与AgNO3溶液反应,当生成的AgCl沉淀的质量之比为3︰2︰1时,三种溶液的体积比为。
(4)标准状况下V L氯化氢气体溶解在1L水中,所得溶液的密度为ρg/mL,溶液中溶质的质量分数为ω,物质的量浓度为c mol/L,则ω=(任写一种表达式)。