2013年12月15日4时搭载长征系列火箭的“玉兔号”顺利驶抵月球表面,实现了五星红旗耀月球的创举。火箭升空需要高能燃料,通常用肼(N2H4)作燃料,N2O4做氧化剂。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g) + 2O2(g) ="=" 2NO2(g) ΔH= + 67.7kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g)="=" N2(g) + 2H2O(g) ΔH= - 534.0kJ·mol-1
2NO2(g) N2O4(g) ΔH=" -" 52.7kJ·mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式: ;
(2)工业上用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼,该反应的化学方程式为: ;
(3)工业上可以用下列反应原理制备氨气:
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH= Q kJ·mol-1
①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图,则此反应的 Q 0 (填“>”“<”或“=”)。
②若起始加入氮气和水,15分钟后,反应达到平衡,此时NH3的浓度为0.3mol/L,则用氧气表示的反应速率为 。
③常温下,如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时, (选填编号).
A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 |
B.v(N2)/v(O2)=2∶3 |
C.容器中气体的密度不随时间而变化 |
D.通入稀有气体能提高反应的速率 |
E.若向容器中继续加入N2,N2的转化率将增大
(4)最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并以此处理废氨水,装置如图。
①为不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中
c(NH4+) c(NO3-)(填“>”“<”或“=”);
②Ir—Ru惰性电极有吸附O2作用,该电极的电极反应为 ;
③理论上电路中每转移3mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为 。
(10分)现有常温下的0.1 mol/L纯碱溶液。
(1)你认为该溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示):_____________________。
为证明你的上述观点,请设计一个简单的实验,简述实验过程:
____________________________________________________________________。
(2)同学甲认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的,发生水解的CO32-不超过其总量的10%。请你设计实验证明该同学的观点是否正确_____________________________。
(3)同学乙就该溶液中粒子之间的关系写出了下列四个关系式,你认为其中正确的是 ________。
A.c(Na+)=2c(CO32-) |
B.c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H2CO3) |
C.c(CO32-)+c(HCO3-)=0.1 mol/L |
D.c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) |
(4)水解反应是典型的可逆反应,水解反应的化学平衡常数称为水解常数(用Kh表示),请写出Na2CO3第一步水解反应的水解常数的表示式:________________________。
(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