1、选择题 三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,可由氨气和氟气反应得到:4NH3 +3F2=NF3 +3NH4F,它在潮湿的环境中能发生反应:
3 NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF。下列说法正确的是( )
A.制取NF3的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3
B.NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体
C.若在制取NF3的反应中有2molNH3参加反应,转移电子的物质的量为12mol
D.它在潮湿的环境中NF3是氧化剂,H2O是还原剂
参考答案:B
本题解析:A.制取NF3的反应中,F2为氧化剂,NH3为还原剂,但NH3没有全部参加氧化反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1,故A正确;B.NF3在空气中泄漏生成NO,NO与空气反应生成红棕色气体,可发现,故B正确;C.若在制取NF3的反应中有2molNH3参加反应,转移电子的物质的量为2mol×1/4×6=3mol,故C错误;D.它在潮湿的环境中NF3既是是氧化剂又是还原剂,错误;
本题难度:一般
2、选择题 某含铬Cr2O72- 废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2 SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到n molFeO·FeyCrxO3(x、y可以是分数)。已知在该过程中铬元素转变成+3价,且不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是
A.处理的废水中含Cr2O72- 的物质的量为 mol
B.反应中发生转移的电子数为3nx mol
C.在FeO·FeyCrxO3中3x=y
D.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2x+1)mol
参考答案:D
本题解析:由铬元素守恒知废水中Cr2O72- 的物质量为mo,反应中发生转移的电子数为6×mo =3nx mol。由得失电子守恒知y=3x,而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×(1+y)mol=n(3x+1)mol,因此选项D是错误的。
本题难度:一般
3、填空题 雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空:
(1)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。若As2S3和SnCl2正好完全反应,As2S3和SnCl2的物质的量之比为?。
(2)上述反应中的氧化剂是?,反应产生的气体可用?吸收。
(3)As2S3和HNO3有如下反应:
As2S3+10H++10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O若生成2 mol H3 AsO4,则反应中转移电子的物质的量为?。若将该反应设计成一原电池,则NO2应该在?(填“正极”或“负极”)附近逸出。
(4)若反应产物NO2和11.2 L O2(标准状况)混合后用水吸收全部转化成浓HNO3,然后与过量的碳反应,所产生的CO2的量?(选填编号)。
a.小于0.5 mol?b.等于0.5 mol
c.大于0.5 mol?d.无法确定
参考答案:(1)1∶1
(2)As2S3?氢氧化钠溶液(或硫酸铜溶液)
(3)10 mol 正极
(4)a
本题解析:(1)As在As2S3中的化合价为+3,在As4S4中的化合价为+2,每摩As2S3转化为As4S4时得到2 mol e-,而每摩SnCl2转化为SnCl4时失去2 mol e-,故二者在反应时物质的量之比为1∶1。(2)H2S既可与NaOH溶液反应,又能与CuSO4溶液反应。(3)当生成2 mol H3AsO4时,同时生成了3 mol S,二者共失去电子10 mol。HNO3在反应中作氧化剂,在正极上发生反应,所以NO2应在正极上生成。(4)根据反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知,反应共生成2 mol HNO3,浓HNO3与碳反应时的物质的量之比为4∶1,所以2 mol HNO3如完全反应可生成CO2 0.5 mol。但由于硝酸的浓度降低到一定程度时,碳就不再与硝酸反应,所以实际产生CO2的物质的量应小于0.5 mol。
本题难度:一般
4、实验题 (共12分)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的浓度, 请填写下列空白:
(1)将10.00 mL过氧化氢溶液至250mL ___________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数和化学式分别填在下列横线和括号内。?
?MnO4- +?H2O2?+?H+?="=" ?Mn2+?+?O2?+?(? )
(3)移取10mL过氧化氢溶液可以用_________________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。不用碱式滴定管盛装KMnO4标准液的原因是?,滴定到达终点的现象是__________? _____________。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度为_________________________________。
(5)若盛装高锰酸钾标准溶液的滴定管用蒸馏水洗后没有用标准液润洗,则测定结果_________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
参考答案:(1)容量瓶(1分)(2)2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2↑+8H2O(分子式1分,配平2分,共3分)
(3)酸式 (1分)?高锰酸钾具有强氧化性,会使橡皮管老化? (2分)溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色(2分)?(4) 2.5cv(2分)?(5)偏高(2分)
本题解析:(1)准确配制一定体积一定物质的量浓的溶液用容量瓶,故答案为:容量瓶;(2)方程式中,高锰酸钾有强氧化性,能将双氧水氧化为氧气,先确定缺的是O2,锰元素化合价降低了5价,生成1mol氧气时,氧元素化合价升高2价,根据电子转移守恒,配平化学方程式高锰酸根前面的系数为2,双氧水前面的系数为5,根据原子守恒来配平其他物质前面的系数,2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2↑+8H2O。(3)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性,所以只能使用酸式滴定管,滴定到达终点的现象是:滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色,故答案为:酸式;滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色。(4)根据化学方程式可以得到关系式:2MnO4-~5H2O2,耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,即cV×10-3mol的高锰酸钾时,所用双氧水的物质的量:2.5cV×10-3mol。(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,有一部分溶液占据了气泡的体积,并没有滴入锥形瓶,则测定结果偏高。
本题难度:一般
5、填空题 研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)利用反应:6NO2+8NH3
7N2+12H2O可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下的体积是?L。
(2)①已知:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)? ΔH=?196.6 kJ·mol–1
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ?ΔH=?113.0 kJ·mol–1
请写出NO2与SO2反应生成SO3(g)和NO的热化学方程式?。
②一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是?。
a.体系压强保持不变? b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变?d.每消耗1 mol SO2的同时生成1 molNO2
③测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则该反应的平衡常数K=?。
(3)汽车尾气中的一氧化碳可通过如下反应降低其浓度:CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g)。已知某温度下,在两个恒容密闭容器中进行该反应,容器中各物质的起始浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请用“>”或“<”或“=”填写表中的空格。
容器编号
| c(CO)/mol·L–1
| c(O2)/mol·L–1
| c(CO2)/mol·L–1
| υ(正)和υ(逆) 大小比较
|
①
| 2.0×10–4
| 4.0×10–4
| 4.0×10–4
| υ(正)=υ(逆)
|
②
| 1.0×10–3
| 4.0×10–4
| 5.0×10–4
| υ(正)?υ(逆)
|
?
参考答案:(1)6.72L(2分)
(2)①NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJ/mol(2分)②bd(2分)
③
(2分)?(3)>(2分)
本题解析:(1)根据方程式6NO2+8NH3
7N2+12H2O可知,NO2中氮元素的化合价从+4价降低到0价,得到4个电子,所以当转移1.2mol电子时,消耗的NO2的物质的量是1.2mol÷4=0.3mol,则在标准状况下的体积是0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
(2)①已知反应①2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=?196.6 kJ·mol–1,②2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ?ΔH=?113.0 kJ·mol–1,则根据盖斯定律可知(①-②)÷2即得到反应NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g),所以该反应的反应热△H=(?196.6 kJ/mol+113.0 kJ/mol)÷2=-41.8kJ/mol。
②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,据此可以解答。a、该反应前后体积不变,因此压强始终是不变的,即体系压强保持不变不能说明反应达到平衡状态,a不正确;b、颜色的深浅与物质的浓度有关系,所以混合气体颜色保持不变,说明NO2的浓度不再发生变化,因此反应达到平衡状态,b正确;C、SO3和NO是生成物,二者的体积比之比始终是1:1,所以SO3和NO的体积比保持不变不能说明反应达到平衡状态,c不正确;d、每消耗1 mol SO2的同时必然同时消耗1molNO2,而同时又生成1 molNO2,这说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,d正确,答案选bd。
③? NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)
起始量(mol)? 1? 2? 0? 0
转化量(mol)? x? x? x? x
平衡量(mol) 1-x? 2-x? x? x
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6
则(1-x):( 2-x)=1:6
解得x=0.8
由于反应前后体积不变,所以可以用物质的量代替浓度表示平衡常数
该反应的平衡常数K=
=
=
。
(3)容器①中υ(正)=υ(逆),说明反应达到平衡状态,则该反应的平衡常数K=
=100。根据容器②中物质的浓度可知,此时
=25<100,所以反应向正反应方向进行,则υ(正)>υ(逆)。
本题难度:一般