(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) H2
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) H= 。(请用含有
H1、
H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 |
2.4 |
T2 |
2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ,平衡时N2的转化率α(N2)= 。
③下列图像分别代表焓变(H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500 mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量
为 g(假设溶液电解前后体积不变)。
①等物质的量的CO和CO2所含原子个数比为,质量比为。
②含硫原子数相同的SO2和SO3的物质的量之比是;含氧原子数相同的SO2和SO3的质量之比是,物质的量之比是。
下列几种物质:①H2O、②空气、③Mg、④CaO、⑤盐酸溶液、⑥Ca(OH)2、⑦C2H5OH、⑧蔗糖,属于电解质的是,属于强电解的是,属于非电解质的是。
相同条件下,H2、N2两种气体按体积比为2∶1的比例混合,所得混合气体中N2质量为1.4g,问:
(1)该混合气体的总质量为____________________
(2)该混合气体在标准状况下的体积为_______________
(3)该混合气体的平均分子量______________________(保留一位小数)
(10分) KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:
2KClO3 + 4HCl(浓) =" 2" KCl + 2 ClO2↑ + Cl2↑ + 2 H2O
(1)用“双线桥法”标出电子转移的方向和数目。
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是(填编号)
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生0.1 mol Cl2,则转移的电子的数目为,标况下该反应产生气体体积为
(4)还原剂和还原产物物质的量之比
(16分)实验室需要0.1 mol/L NaOH溶液450 mL和0.5 mol/L硫酸溶液450 mL.根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸的体积为 ____ mL(计算结果保留一位小数,下同)。
(2)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是(填序号),仪器C的名称是,本实验所需玻璃仪器E的名称为
(3)在配制NaOH溶液实验中,其他操作均正确。若定容时仰视刻度线,则所配制溶液浓度 ______0.1 mol/L(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。若NaOH溶液未冷却即转移至容量瓶定容,则所配制溶液浓度__0.1 mol/L。
(4)下列操作不正确的是(填序号)。
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配液润洗
C.将氢氧化钠固体放在天平托盘的滤纸上,准确称量并放入烧杯中溶解后,立即注入容量瓶中
D.将准确量取的18.4 mol·L-1的硫酸,注入已盛有30 mL水的100 mL的容量瓶中,加水至刻度线
E.定容时不小心水加多了少许,立即用胶头滴管吸出即可
F.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀
(5)右图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
①将________升氯化氢(标准状况)通入1.00L水中可得到36.5﹪的浓盐酸,该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为
②取用任意体积的该盐酸溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是。
A.溶液中HCl的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中Cl-的数目 D.溶液的密度