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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:334 题号:6460097
亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂。回答下列问题:
(1)NOCl虽然不稳定,但其原子均达到8e-稳定结构,NOCl的电子式为__________
(2)一定条件下,在密闭容器中发生反应:2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g),其正反应速率表达式为v=k·cn( NOCl)(k为速率常数),测得v和c(NOCl)的关系如表:
序号c(NOCl)/(mol·L-1)v/(mol·L-1·s-1)
0.303.60×10-9
0.601.44×10-8
则n=_________;k=___________
(3)25 ℃时,制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表:
序号热化学方程式平衡常数
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)     ΔH1=a kJ/molK1
4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g) ΔH2=b kJ/molK2
2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3K3
则该温度下,ΔH3=______kJ/mol;K3=______(用K1和K2表示)。
(4)25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 molCl2发生上述反应③,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图曲线a所示,则ΔH3=______(填“>”“<”或“=”)0;若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强(p)随时间(t)的变化如图曲线b所示,则改变的条件是_____________;K3=___________L/mol;在5 min时,再充入0.08 mol NO和0.04 molCl2,则混合气体的平均相对分子质量将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

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【推荐1】I.(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应,反应②和③为副反应。
CaSO4(s)+CO(g)=CaS(s)+CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ·mol1
②CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol1
③CO(g)=C(s)+CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol1
反应2CaSO4(s)+7CO(g)=CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH___________________________________________________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)已知:25 ℃、101 kPa时,Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) ΔH=-520 kJ·mol1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) ΔH=-1 065 kJ·mol1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是___________________________
(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
①2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)=(NH4)2CO3(aq) ΔH1
②NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)=NH4HCO3(aq) ΔH2
③(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq) ΔH3
ΔH3和ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3__________________________________
(4)已知:   ①WO2(s)+2H2(g)=W(s)+2H2O(g) ΔH=+66.0 kJ·mol1
②WO2(g)+2H2(g)=W(s)+2H2O(g) ΔH=-137.9 kJ·mol1
则WO2(s)=WO2(g)的ΔH_____________________________________________
II.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测定混合液最高温度。回答下列问题:
(1)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ/mol]:________________________________________________________________________
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是______(填字母)。
A.用温度计小心搅拌       B.揭开泡沫塑料板用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯          D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g1·℃1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:

实验序号

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

盐酸

氢氧化钠溶液

混合溶液

1

20.0

20.1

23.2

2

20.2

20.4

23.4

3

20.5

20.6

23.6

依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH________(结果保留一位小数)。
2020-09-25更新 | 81次组卷
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【推荐2】研究氮及其化合物的性质及转化,对研究自然界中氮的循环有着重大的意义。
I.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,解决了亿万人口生存问题。
工业合成氨方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       H
我国科学家在合成氨反应机理研究中取得新进展,首次报道了Li-3d过渡金属这一复合催化体系,并提出了“氮转移”催化机理。
①3LiH(s)+N2(g)=Li2NH(s)+LiNH2(s)       H1=akJ•mol-1
②Li2NH(s)+2H2(g)=2LiH(s)+NH3(g)       H2=bkJ•mol-1
③LiNH2(s)+H2g)=LiH(s)+NH3(g)       H3=ckJ•mol-1
(1)当进料体积比V(N2)∶V(H2)=1∶3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:

则①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)       H=___kJ•mol-1;该反应属于反应填___(“放热”、“吸热”),判断理由___
②500℃时,反应的平衡常数Kp(100MPa)___Kp(30MPa)。填“大于”、“等于”、“小于”)
③500℃、30MPa时,氢气的平衡转化率为___(保留4位有效数字),Kp=___(列出计算式即可)。[Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]
II.防治氮氧化物造成的空气污染是目前环境保护领域的重要课题之一。
(2)用Pl-g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。在酸性水溶液中,光催化脱除原理和电化学反应原理类似。g-C3N4端的反应为O2+2H++2e-=H2O2,则Pl端的反应为___

(3)将NO和CO的混合气体(物质的量之比1:1)以一定的流速通过催化剂a,相同时间、不同温度下测得脱氮率与温度的关系如图所示。

①曲线Ⅰ显示随着温度升高脱氮率先增大后减小,其中减小的原因是___
②已知催化剂b活性高于催化剂a,且450℃下活性最大,若保持其它条件和反应时间不变,用b替代a进行上述实验,则450℃下对应的脱氮率__37.5%(填“≤”、“<”、“无法判断”)。
2021-09-07更新 | 193次组卷
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【推荐3】高铁酸盐等具有强氧化性,溶液pH越小氧化性越强,可用于除去废水中的氨氮、重金属等。
(1)用Na2O2与FeSO4干法制备Na2FeO4的反应历程中包含的热化学方程式有:
2FeSO4(s)+ Na2O2(s) = Fe2O3(s)+Na2SO4(s)+SO3(g) H1=akJ·mol-1
2 Fe2O3(s)+2 Na2O2(s) =4NaFeO2(s)+ O2(g) H2=bkJ·mol-1
2SO3(g) +2Na2O2(s) =2Na2SO4(s)+ O2(g) H3=ckJ·mol-1
2NaFeO2(s)+3Na2O2(s) =2Na2FeO4(s)+2Na2O(s) H4=dkJ·mol-1
则反应2FeSO4(s) + 6Na2O2(s) =2Na2FeO4(s)+2Na2O(s)+2Na2SO4(s) + O2(g)的H=_____kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示);该反应中,每生成1mol Na2FeO4转移电子数为_____mol。
(2)J.C.Poggendor早在1841年利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得Na2FeO4,阳极生成FeO42-的电极反应式为_____;Deinimger等对其进行改进,在阴、阳电极间设置阳离子交换膜,有效提高了产率,阳离子交换膜的作用是_____
(3)K2FeO4的稳定性与pH关系如图-1所示,用K2FeO4去除某氨氮(NH3-N)废水,氨氮去除率与pH关系如图-2;用K2FeO4处理Zn2+浓度为0.12mg·L—1的含锌废水{Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17},锌残留量与pH关系如图-3所示(已知:K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3的过程中,可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀)。
   
①pH=11时,K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3和O2等物质的离子方程式为_____
②图-2中:pH越大氨氮的去除率也越大,其原因可能是_____
③图-3中:pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多,其原因是_____(从锌的存在形态的角度说明)。
2019-02-13更新 | 215次组卷
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