重庆市清华中学校2023-2024学年高一下学期5月期中考试化学试卷(含解析)
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这是一份重庆市清华中学校2023-2024学年高一下学期5月期中考试化学试卷(含解析),共14页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
相对原子质量:Cu 64 S 32 O 16
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分。共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(3分)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A.食品加工时不可添加任何防腐剂
B.掩埋废旧电池不会造成环境污染
C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
解析:解:A.只要按规定合理添加防腐剂,可以提高食物保存时间,因此食品加工可以添加防腐剂,但要注意在要求范围之内,故A错误;
B.掩埋废旧电池,会造成电解液流出,里面的重金属离子会对土壤造成污染,故B错误;
C.天然气不完全燃烧,会有CO产生,CO为有毒气体,故C正确;
D.使用含磷洗涤剂会造成水体富营养化,引发水体污染,故D错误,
故选:C。
2.(3分)在当前空气污染日益严重,人们健康受到来自空气威胁的情况下,“空气罐头”应运而生。16O和18O是氧元素的两种核素,下列说法正确的是( )
A.16O2与18O2互为同素异形体
B.16O与18O核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D.16O与18O互为同位素
解析:解:A.16O与18O是氧元素的两种核素,不是单质,不属于同素异形体,故A错误;
B.16O与18O互为同位素,其核外电子排布相同,故B错误;
C.化学变化中的最小粒子是原子,故通过化学变化不能实现16O与18O间的相互转化,故C错误;
D.16O与18O是氧元素的两种核素,两者互为同位素,故D正确;
故选:D。
3.(3分)“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是( )
A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂
C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
解析:解:A.陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料,不是玻璃,故A错误;
B.水泥的原料是黏土和石灰石,纯碱、石灰石、石英是制造玻璃的原料,故B错误;
C.硅酸盐性质稳定,熔点较高,所以硅酸盐制品一般具有性质稳定、熔点较高特点,故C正确;
D.沙子主要成分为二氧化硅,为氧化物,不是硅酸盐,故D错误;
故选:C。
4.(3分)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是( )
A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为2:3
B.利用途径③制备16g硫酸铜,消耗硫酸的物质的量为0.1ml
C.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②=③
D.与途径①、③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想
解析:解:A.Cu与混酸反应,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,离子反应为:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,从方程式知,硝酸根离子由硝酸提供,氢离子由硝酸和硫酸提供,所以硝酸为2ml时,硫酸为3ml,用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2,故A错误;
B.利用途径③制备硫酸铜是用铜与浓硫酸反应制备硫酸铜,涉及反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,制备16g硫酸铜,物质的量为0.1ml,这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2ml,故B错误;
C.生成等量的硫酸铜,三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等,而③生成SO2,消耗更多的硫酸,则①=②<③,故C错误;
D.相对于途径①、③,途径②的优点:制取等质量胆矾需要的硫酸少、途径2无污染性气体产生,更好地体现了绿色化学思想,故D正确;
故选:D。
5.(3分)在温度不变的条件下,在恒容的容器中进行下列反应:N2O4(g)═2NO2(g),若N2O4的浓度由0.1ml•L﹣1降到0.07ml•L﹣1需要15s,那么N2O4的浓度由0.07ml•L﹣1降到0.05ml•L﹣1所需的反应时间( )
A.等于5sB.等于10sC.小于10sD.大于10s
解析:解:N2O4的浓度由0.1ml•L﹣1降到0.07ml•L﹣1需要15s,即N2O4的浓度变化为0.1﹣0.07=0.03ml•L﹣1,
N2O4的浓度由0.07ml•L﹣1降到0.05ml•L﹣1,即N2O4的浓度变化为0.07﹣0.05=0.02ml•L﹣1,若反应速率不变,则所需时间为=10s,但随着浓度的减小,反应速率逐渐减小,故所需时间大于10s,
故选:D。
6.(3分)反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.45ml•L﹣1•min﹣1
②v(B)=0.6ml•L﹣1•s﹣1
③v(C)=0.4ml•L﹣1•s﹣1
④v(D)=0.45ml•L﹣1•s﹣1
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
A.④<③=②<①B.④>③>②>①C.④>③=②>①D.①>②>③>④
解析:解:反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快(速率单位统一),则①=0.0075;②=0.2;③=0.2;④=0.225,则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①,
故选:C。
7.(3分)某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应
B.三种化合物中C最稳定
C.第二步反应决定了总反应的速率
D.升高温度,活化能E1、E2均减小,反应速率加快
解析:解:A.由图可知A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,故A错误;
B.物质的总能量越低,越稳定,由图可知C的能量最低,则C最稳定,故B正确;
C.多步反应的总反应速率是由最慢的一步反应决定的,E1>E2,可知第一步比第二步反应慢,则第一步反应决定了该反应的总反应速率,故C错误;
D.升高温度,不能改变反应的活化能,但升高温度能增加体系活化分子的百分含量,使反应速率加快,故D错误;
故选:B。
8.(3分)反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是( )
A.容器内的温度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H的数目和断开N—H的数目比为2:1
D.容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
解析:解:A.已知反应为放热反应,当容器内的温度不变时,平衡不再移动,反应达到平衡状态,故A正确;
B.反应在恒压条件下进行,反应前后压强均不变,当压强不再变化时,不能判断是否达到平衡状态,故B错误;
C.相同时间内,断开H—H的数目和断开N—H的数目比为1:2时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,相同时间内,断开H—H的数目和断开N—H的数目比为2:1不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.当浓度为1:3:2时,无法证明正、逆反应速率相等,即无法判定是否达到平衡状态,故D错误;
故选:A。
9.(3分)在一密闭容器中,反应aA(g)+bB(s)⇌cC(g)+dD(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器缩小为原来的一半,当达到新的平衡时,A的浓度是原来的1.6倍,则下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动
B.a>c+d
C.物质A的转化率减小
D.物质D的浓度减小
解析:解:A.由上述分析可知,平衡正向移动,故A错误;
B.压强增大,平衡正向移动,可知a>c+d,故B正确;
C.平衡正向移动,A的转化率增大,故C错误;
D.体积减小、平衡正向移动,D的浓度增大,故D错误;
故选:B。
10.(3分)如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是( )
A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极
B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu
C.该原电池的总反应:2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+
D.盐桥中装有含氯化钾的琼胶,其作用是传递电子
解析:解:A.Cu比Pt活泼,电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的正极,故A错误;
B.电极Ⅱ作正极,电极反应式为Fe3++e﹣═Fe2+,故B错误;
C.由两极反应可知,电池总反应为2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+,故C正确;
D.盐桥中装有含氯化钾的琼胶,其作用是平衡两端溶液中电荷,不传导电子,故D错误;
故选:C。
11.(3分)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化如图所示.已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X是短周期元素中原子半径最大的;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强.下列说法不正确的是( )
A.简单离子半径:W>X>Z
B.最简单气态氢化物的稳定性:Y<Z
C.化合物XZW中既含离子键又含共价键
D.Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应
解析:解:W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,W的一种核素的质量数为18,中子数为10,可知W的质子数为8,则W是氧元素;X是短周期元素中原子半径最大的,故X为Na元素;Y的原子半径介于X和W之间,Y的单质是一种常见的半导体材料,所以Y是Si元素;Z的非金属性在同周期元素中最强,原子序数大于Si,故Z为Cl元素,
A.S2﹣电子层最多,离子半径最大,O2﹣、Na+离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:S2﹣>O2﹣>Na+,故A错误;
B.非金属性Si<Cl,非金属性越强,氢化物越稳定,故B正确;
C.化合物NaClO既含离子键,又含共价键,故C正确;
D.Y的氧化物为二氧化硅,X高价氧化物对应的水化物为NaOH,二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠与水,故D正确,
故选:A。
12.(3分)下列说法正确的是( )
A.葡萄糖的燃烧热是2800kJ•ml﹣1,则C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=﹣1400kJ•ml﹣1
B.在一定条件下将1ml SO2和0.5ml O2置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2kJ,则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=﹣158.4kJ•ml﹣1
C.已知稀溶液中,H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O(l) ΔH=﹣57.3kJ•ml﹣1,则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1ml水时放出57.3kJ的热量
D.已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH=﹣57.3kJ•ml﹣1,则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1ml水的中和热为﹣57.3kJ•ml﹣1
解析:解:A.燃烧热是指在101kPa时,1ml纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,葡萄糖的燃烧热是2800kJ•ml﹣1,则C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=﹣1400kJ•ml﹣1,故A正确;
B.反应为可逆反应,1ml SO2和0.5ml O2反应生成的SO3小于1ml,故2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<﹣158.4kJ•ml﹣1,故B错误;
C.一水合氨为弱电解质,不完全电离,电离时吸热,故稀氨水与稀盐酸反应生成1ml水放出的热量小于57.3kJ,故C错误;
D.氢氧化钠固体溶于水时放热,其与稀硫酸反应生成1ml水放出的热量大于57.3kJ,故D错误;
故选:A。
13.(3分)微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学品,如图为其工作原理。下列说法正确的是( )
A.M极的电极反应式为:CH3COOH﹣8e﹣+2H2O═2CO2↑+8H+
B.外电路转移4ml电子时,N极消耗22.4L O2(标准状况)
C.反应一段时间后,N极附近的溶液pH值下降
D.该电池在常温和高温都可以工作
解析:解:A.M极失电子发生氧化反应,有机物被氧化生成CO2,为原电池的负极,电极反应为 CH3COOH+2H2O—8e﹣=2CO2↑+8H+,故A正确:
B.由电极反应式O2+4H++4e﹣=2H2O可知,外电路转移4ml电子时,N极消耗O2的物质的量为4ml即标准状况下体积为22.4L,但同时还发生Cr2+6e﹣+8H+=2Cr(OH)3+H2O,所以外电路转移4ml电子时,N极消耗O2的物质的量小于1ml,标准状况下体积小于22.4L,故B错误;
C.N电极为正极,电极反应式为O2+4H++4e﹣=2H2O、Cr2+6e﹣+8H+=2Cr(OH)3+H2O,消耗氢离子,反应一段时间后,N极附近的溶液pH值升高,故C错误;
D.高温时微生物失去生理活性,工作效率大大下降,故D错误;
故选:A。
14.(3分)在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L,则混合气体中NO的体积为( )
A.112mLB.1008mLC.224mLD.448mL
解析:解:n(Cu)==0.03ml,n(NO2+2NO)==0.05ml,
设n(NO)=xml,n(NO2)=yml,则
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
0.5y y
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
1.5x x
,解得x=0.005,y=0.045,
v(NO)=0.005×22.4×1000=112mL,
故选:A。
二、非选择题:4个题,共58分。
15.(14分)Ⅰ、在一定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)某温度下,各物质的平衡浓度符合关系式:3c(CO2)•c(H2)=5c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为 830℃ 。
(3)若830℃时,向容器中充入1ml CO、5ml H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K 等于 1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)830℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的容积,平衡 向逆反应方向 移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(5)若1200℃时,在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2ml•L﹣1、2ml•L﹣1、4ml•L﹣1、4ml•L﹣1,则此时上述反应 向逆反应方向进行 (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
Ⅱ、(6)甲醇(CH3OH)燃料电池具有很多优点,引起了人们的研究兴趣,现有以下三种甲醇燃料电池:碱性甲醇燃料电池、酸性甲醇燃料电池、熔融碳酸盐甲醇燃料电池,熔融碳酸盐甲醇燃料电池中正极电极反应式为 2O2+4CO2+8e﹣=4 ;碱性甲醇燃料电池中,负极的电极反应式为 CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=+6H2O 。
解析:解:(1)碳为固体,浓度为常数,故不在平衡常数表达式中出现,该反应平衡常数表达式K=,
故答案为:;
(2)c(CO)•c(H2)=c(H2O),即K==1,此时应为830℃,
故答案为:830℃;
(3)化学平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,
故答案为:等于;
(4)其他条件不变的情况下,缩小容器的体积,压强增大,正反应为气体体积增大的反应,故平衡向逆反应移动,
故答案为:向逆反应方向;
(5)此时浓度商Qc===4>K=3.5,反应向逆反应进行,
故答案为:向逆反应方向进行;
(6)熔融盐电池的负极的电极反应是:CH4﹣8e﹣+4═5CO2+2H2O,正极电极反应为2O2+4CO2+8e﹣=4,碱性甲醇燃料电池中,通入甲醇的一极为负极,电极反应式为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=+6H2O,
故答案为:2O2+4CO2+8e﹣=4;CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=+6H2O。
16.(13分)Ⅰ、钒及其化合物在特种钢材的生产、高效催化剂的制备及航天工业中用途广泛。工业上以富钒炉渣(主要成分为V2O5,含少量Fe2O3和FeO等杂质)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图所示:
(1)五氧化二钒中钒的化合价为 +5 。
(2)焙烧炉中发生的主要.反应化学方程式为 V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑ ;也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应,写出对应的化学反应方程式 2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2 。
Ⅱ、氮化硅可用作高温陶瓷复合材料,在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示:
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题:
(3)石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学方程式表示其原因: SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O 。
(4)图示①~⑤的变化中,属于氧化还原反应的是 ①② 。
(5)在反应⑤中,3ml Si(NH2)4在高温下加热可得1ml氮化硅粉末和8ml A气体,则A气体的电子式为 。
(6)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中,也能反应生成氮化硅,B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式: 3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 。
解析:解:Ⅰ.(1)五氧化二钒中钒的化合价为=+5价,
故答案为:+5;
(2)焙烧炉中发生的主要反应化学方程式为V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑;也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应,对应的化学反应方程式为2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2,该方法的缺点是:产生有毒气体氯气,污染环境,
故答案为:V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑;2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2;
Ⅱ.(3)石英砂主要成分是二氧化硅,二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅钠和水,反应的化学方程式为:SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O;
故答案为:SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O;
(4)①石英砂到粗硅,硅元素化合价降低,属于氧化还原反应,故选;
②粗硅与氯气反应生成四氯化硅,硅元素化合价升高,属于氧化还原反应,故选;
③四氯化硅精馏属于物理变化,故不选;
④四氯化硅与氨气反应,不存在化合价的变化,不是氧化还原反应,故不选;
⑤Si(NH2)4高温生成氮化硅,没有化合价的变化,不是氧化还原反应,故不选;
故答案为:①②;
(5)3ml Si(NH2)4和在高温下加热可得1ml氮化硅粉末和8ml A气体,依据原子个数守恒可知,氮化硅含有4氮原子和3个硅原子,化学式:Si3N4,A气体为NH3,氨气分子中N原子与H原子间共用1对电子,N原子的外围达到8电子结构,其电子式,
故答案为:;
(6)四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢,方程式为:3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl,
故答案为:3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。
17.(21分)Ⅰ、某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
[实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO1+10CO2↑+8H2O
[实验内容及记录]
(1)请完成此实验设计,其中:V1= 2.0 ,V2= 3.0 。
(2)实验①、②探究的是 浓度 对化学反应速率的影响,根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 浓度越大,反应速率越快 。
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验 实验②和实验③ (填实验编号)。
(4)利用实验①中的数据,计算用KMnO4表示的化学反应速率为 ml/(L•min) 。
Ⅱ.某小组同学在学习了氨的性质后讨论:运用类比的思想,既然氨气具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题:
①制取氨气
(5)实验室除可用氯化铵和熟石灰制备氨气外,还有多种快速制氨气的方法,写出实验室用生石灰和浓氨水取氨气的化学方程式 NH3•H2O+CaOCa(OH)2+NH3↑ 。
(6)有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法,想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为他能否达到目的? 否 (填“能”或“否”),理由是 氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大 。
②该小组中某同学设计了如下实验装置(夹持及尾气处理装置未画出),探究氨气的还原性:
(7)除尾气处理外该装置在设计上还有﹣一处缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的这一缺陷的改进措施是 在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管 。
(8)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体。写出氨气与CuO反应的化学方程式 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O 。
解析:解:(1)由单一变量法确定各实验的总体积相等,由②可知总体积为10.0mL,可得V1=2.0mL,V2=3.0mL,
故答案为:2.0;3.0;
(2)实验①、②不一样的物理量为草酸的浓度,因而实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响,实验①的草酸浓度比实验②大,褪色时间较短,反应速率快,可知浓度越大,反应速率越快,
故答案为:浓度;浓度越大,反应速率越快;
(3)探究温度对化学反应速率的影响,变化的因素只能是温度,实验②和实验③只有温度不一样,
故答案为:实验②和实验③;
(4)利用实验①中的数据,反应完全所需的时间为1.5min,0.05ml•L﹣1KMnO4溶液的体积为3.0mL,物质的量为0.05ml/L×0.003L=1.5×10﹣4ml,0.6ml•L﹣1H2C2O4溶液的体积为3.0mL,物质的量为0.6ml/L×0.003L=1.8×10﹣3ml,可知草酸过量,用KMnO4表示的化学反应速率为==ml/(L•min),
故答案为:ml/(L•min);
(5)生石灰和浓氨水反应放出大量的热,生成氨气、氢氧化钙,化学方程式为NH3•H2O+CaOCa(OH)2+NH3↑,
故答案为:NH3•H2O+CaOCa(OH)2+NH3↑;
(6)氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大,所以不能用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气,
故答案为:否;氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大;
(7)制备的氨气中混有水蒸气,对硫酸铜检验B装置中生成水蒸气,产生干扰,因此应在A和B之间增加一个盛有碱石灰的干燥管,
故答案为:在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管;
(8)CuO变为红色物质,该红色物质为Cu,无水CuSO4变蓝色,说明反应生成水,同时生成一种无污染的气体,根据质量守恒及化合价变化可知该气体为氮气,即:氧化铜与氨气反应生成铜、氮气和水,反应的化学方程式为:3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O,
故答案为:3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。
18.(10分)肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1mlN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)ΔH=﹣642kJ•ml﹣1 ,消耗16g液态肼放出的热量为 321kJ 。
(2)已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣544kJ•ml﹣1,键能数据如下表:
则氮氮三键的键能为 946kJ•ml﹣1 。若H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ•ml﹣1,则N2H4(g)的燃烧热为 632kJ•ml﹣1 。
(3)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+68kJ•ml﹣1,则肼(g)和二氧化氮(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣578kJ•ml﹣1 。
解析:解:(1)每生成1mlN2,放出642kJ热量,则热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=﹣642kJ•ml﹣1,1ml液态肼为32g,放热642kJ,则16g液态肼反应放热321kJ,
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=﹣642kJ•ml﹣1;321kJ;
(2)ΔH=反应物的总键能﹣生成物的总键能,设氮氮三键的键能为xkJ•ml﹣1,则:193kJ•ml﹣1+4×391kJ•ml﹣1+497kJ•ml﹣1﹣xkJ•ml﹣1﹣4×463kJ•ml﹣1=﹣544kJ•ml﹣1,解得x=946,反应①:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=﹣544kJ•ml﹣1,反应②:H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ•ml﹣1,由盖斯定律可知,①﹣②×2可得:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=﹣632kJ•ml﹣1,即N2H4(g)的燃烧热是632kJ•ml﹣1,
故答案为:946kJ•ml﹣1;632kJ•ml﹣1;
(3)反应③:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68kJ•ml﹣1,根据盖斯定律,①﹣×③可得:N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=﹣578kJ•ml﹣1,
故答案为:N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=﹣578kJ•ml﹣1。t/℃
700
800
900
1000
12000
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
实验编号
①
②
③
实验温度/℃
25
25
50
试管中所加试剂及其用量/mL
0.6ml•L﹣1H2C2O4溶液
3.0
2.0
2.0
H2O
V1
3.0
V2
3ml•L﹣1稀H2SO4溶液
2.0
2.0
2.0
0.05ml•L﹣1KMnO4溶液
3.0
3.0
3.0
溶液褪至无色所需时间/min
1.5
2.7
1.0
化学键
N﹣N
N﹣H
O=O
O﹣H
键能/(kJ•ml﹣1)
193
391
497
463
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