7.氮及氮的化合物有著重要的用途.
(1)氮元素在周期表中的位置是第2周期VA族;NH3的電子式是
(2)將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程叫氮的固定,請舉例說明一種自然界中氮的固定的途徑N2+O2$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO(用化學(xué)方程式表示).
(3)工業(yè)合成氨是人工固氮的重要方法.2007年化學(xué)家格哈德•埃特爾證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程,示意如圖1:

下列說法正確的是bc(選填字母).
a.圖①表示N2、H2分子中均是單鍵
b.圖②→圖③需要吸收能量
c.該過程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成
(4)已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol,
則氨氣作燃料完全燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266kJ/mol.
(5)用氨氣作原料可制備重要燃料--肼(N2H4).
①通常在催化劑存在下,用次氯酸鈉與氨反應(yīng)可制備肼.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O.
②如圖為肼燃料電池示意圖,其負(fù)極的電極反應(yīng)式是N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O.

分析 (1)氮元素原子序數(shù)為7,兩個電子層最外層5個電子,根據(jù)共價化合物電子式的書寫規(guī)則書寫;
(2)將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程叫氮的固定,如氮氣和氫氣合成氨、氮氣和氧氣放電反應(yīng)生成一氧化氮;
(3)a.氮氣分子中是三鍵;
b.圖②是表示N2、H2被吸附在催化劑的表面;圖③則表示在催化劑表面,N2、H2中的化學(xué)鍵斷裂;
c.在化學(xué)變化中,氮分子和氫分子在催化劑的作用下分解成氫原子和氮原子,然后原子又重新組合成新的分子;
(4)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式;
(5)①用次氯酸鈉與氨反應(yīng)可制備肼發(fā)生氧化還原反應(yīng);
②作為燃料電池時,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的角度可知N2H4被氧化生成N2

解答 解:(1)氮元素在周期表中的位置是第二周期,ⅤA族,A氨氣是共價化合物,各原子間通過共用電子對形成共價鍵,所以其電子式為:
故答案為:第2周期VA族,
(2)將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程叫氮的固定,如氮氣和氫氣合成氨、氮氣和氧氣放電反應(yīng)生成一氧化氮,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:N2+O2$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO,
故答案為:N2+O2$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO;
(3)a.圖①表示N2、H2分子中不都是單鍵,氮氣是三鍵,故a錯誤;
b.分析題中圖可以知道,圖②表示N2、H2被吸附在催化劑表面,而圖③表示在催化劑表面,N2、H2中化學(xué)鍵斷裂,圖②→圖③需要吸收能量,故b正確;
c.在化學(xué)變化中,氮分子和氫分子在催化劑的作用下分解成氫原子和氮原子,然后原子又重新組合成新的分子,該過程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,故c正確;
故答案為:bc;
(4)①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol,
依據(jù)蓋斯定律計算②×3-①×2得到氨氣作燃料完全燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266 kJ/mol,
故答案為:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266 kJ/mol;
(5)①用次氯酸鈉與氨反應(yīng)可制備肼發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O,
故答案為:2NH3+NaClO═N2H4+NaCl+H2O;
②肼一空氣燃料堿性電池中,負(fù)極上肼失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和氮氣,電極反應(yīng)式為:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2,
故答案為:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O.

點評 本題考查了微粒結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)的理解應(yīng)用、熱化學(xué)方程式書寫、原電池原理的理解應(yīng)用,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.下列關(guān)于蛋白質(zhì)的說法中不正確的是( 。
A.蛋白質(zhì)屬于天然有機(jī)高分子化合物,沒有蛋白質(zhì)就沒有生命
B.HCHO溶液或(NH42SO4溶液均能使蛋白質(zhì)變性
C.某些蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用會變黃
D.可以采用多次鹽析或多次滲析的方法分離、提純蛋白質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.下列有機(jī)反應(yīng)屬于加成反應(yīng)的是( 。
A.CH3CH3+Cl2$\stackrel{光照}{→}$CH3CH2Cl+HCl
B.CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br
C.
D.CH3COOH+CH3CH2OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH3+H20

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.工業(yè)上由鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,含F(xiàn)e2O3、A12O3、FeO、SiO2等雜質(zhì))制備TiCl4的工藝流程如圖:

已知:①酸浸  FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)═FeSO4(aq)+TiOSO4(sq)+2H2O(l)
②水解  TiOSO4(aq)+2H2O(l)$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅燒  H2TiO3(s)$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$TiO2(s)+H2O(g)
(1)FeTiO3中鈦元素的化合價為+4,試劑A為Fe.
(2)堿浸過程發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-═SiO32-+H2O.
(3)酸浸后需將溶液溫度冷卻至70℃左右,若溫度過高會導(dǎo)致最終產(chǎn)品收率過低,原因是溫度過高水導(dǎo)致TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀.
(4)上述流程中氯化過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為TiO2+C+2Cl2$\frac{\underline{\;900℃\;}}{\;}$ TiCl4 +CO2
已知TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(1)+O2(g)△H=+15l kJ•mol-1.該反應(yīng)極難進(jìn)行,當(dāng)向反應(yīng)體系中加入碳后,則反應(yīng)在高溫條件下能順利發(fā)生.從化學(xué)平衡的角度解釋原因是C與氧氣反應(yīng)減小氧氣濃度,使平衡正向移動,C與氧氣反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,使平衡正向移動,促使反應(yīng)順利進(jìn)行.
(5)TiCl4極易水解,利用此性質(zhì)可制備納米級TiO2•xH2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O+4HCl.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.實驗室中利用含銀廢料(主要含有AgNO3和AgCl)制取硝酸銀的實驗步驟如下:
步驟1:向廢液中加入足量的NaCl溶液,將所得沉淀過濾,并洗滌干凈.
步驟2:將沉淀放入燒杯,并放入鋁片,再加入20%的Na2CO3溶液至浸沒固體,加熱攪拌,至沉淀變?yōu)榛野咨玔含有Ag、Al(OH)3和少量仍未反應(yīng)的AgCl].取出鋁片,過濾并洗滌沉淀.
步驟3:…
(1)步驟1中檢驗所加NaCl溶液已經(jīng)足量的方法是靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加NaCl溶液,若溶液不變渾濁,則NaCl已足量.
(2)步驟2加熱時還產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體.寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:2Al+6AgCl+3CO3 2-+3H2O=2Al(OH)3+6Ag+6Cl-+3CO2↑.
(3)已知AgNO3和Al(NO33的溶解度曲線如圖所示,請補充完整由步驟2中所得灰白色沉淀制取硝酸銀固體的實驗方案:向所得灰白色混合物中加入足量稀鹽酸,充分反應(yīng)后,過濾;洗滌沉淀,向沉淀中加入足量稀硝酸,充分反應(yīng)后,過濾;將所得濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾;用冰水洗滌、干燥,得到硝酸銀晶體(實驗中必須使用的試劑有:稀鹽酸、稀硝酸、冰水).
(4)已知:Ag++SCN-=AgSCN↓(白色).實驗室可通過如下過程測定所制硝酸銀樣品的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):
①稱取2.000g制備的硝酸銀樣品,加水溶解,定容到100mL.溶液配制過程中所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外還有100mL容量瓶、膠頭滴管.
②準(zhǔn)確量取25.00mL溶液,酸化后滴入幾滴鐵銨釩[NH4Fe(SO42]溶液作指示劑,再用0.1000mol•L-1 NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定.滴定終點的實驗現(xiàn)象為溶液變?yōu)椋ㄑ┘t色,且保持30s不變.
③重復(fù)②的操作兩次,所用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為29.00mL.則硝酸銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.60%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3z常用作電子材料、磁性材料的添加劑,受熱時可分解生成三種氧化物.為了確定其組成,某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的裝置進(jìn)行實驗.

(1)請完成下列實驗步驟:
①稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi),稱量乙、丙裝置的質(zhì)量;
②按如圖所示裝置組裝好儀器,并檢驗裝置氣密性;
③加熱甲中玻璃管,當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生(填實驗現(xiàn)象),停止加熱;
④打開活塞a,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后,稱量乙、丙裝置的質(zhì)量;
⑤計算.
(2)步驟④中緩緩?fù)ㄈ丝諝鈹?shù)分鐘的目的是將裝置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙裝置中.
(3)某同學(xué)認(rèn)為上述實驗裝置中存在一個明顯缺陷,為解決這一問題,可選用圖2裝置中的D(填字母)連接在活塞a前(填裝置連接位置).
(4)若按正確裝置進(jìn)行實驗,測得如表數(shù)據(jù).
乙裝置的質(zhì)量/g丙裝置的質(zhì)量/g
加熱前80.0062.00
加熱后80.3662.88
則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)4(CO32
(5)含有Co(AlO22 的玻璃常用作實驗室觀察鉀元素的焰色反應(yīng),該玻璃的顏色為藍(lán)色.
(6)CoCl2•6H2O常用作多彩水泥的添加劑.以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取 CoCl2•6H2O的一種工藝如圖3:

已知:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3
開始沉淀(pH)2.37.57.63.4
完全沉淀(pH)4.19.79.25.2
①凈化除雜時,加入 H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
②加入CoCO3 調(diào)pH為5.2~7.6,則操作1獲得的濾渣成分為Fe(OH)3、Al(OH)3
③加鹽酸調(diào)整pH為2~3的目的為抑制CoCl2水解.
④操作Ⅱ過程為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(填操作名稱)、過濾.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.科學(xué)的假設(shè)與猜想是科學(xué)探究的先導(dǎo)與價值所在.在下列假設(shè)(猜想)引導(dǎo)下的探究肯定沒有意義的是( 。
A.探究Na與水反應(yīng)可能有O2生成
B.探究Na2O2與SO2反應(yīng)可能有Na2SO4生成
C.探究濃硫酸與銅在一定條件下反應(yīng)產(chǎn)生的黑色物質(zhì)中可能含有CuS
D.探究向滴有酚酞的NaOH溶液中通入Cl2,溶液紅色褪去的原因是溶液酸堿性改變所致,還是HClO的漂白性所致

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.氮有多種化合價,其常見氧化物有NO、N2O3、NO2、N2O4,其含氧酸有HNO2、HNO3,屬于酸性氧化物的是(  )
A.NOB.N2O3C.NO2D.N2O4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

16.鐵是人體不可缺少的微量元素,攝入含鐵的化合物可補充鐵.“速力菲”是市場上一種常見的補鐵藥物,圖1是它的說明書:
該藥品中Fe2+會緩慢氧化,國家規(guī)定該藥物中Fe2+的氧化率超過10%即不能再服用.
(1)為了檢驗?zāi)乘幍瓿鍪鄣摹八倭Ψ啤笔欠癖谎趸瑢嶒炇铱蛇x用的最常用最靈敏的檢驗試劑為硫氰化鉀溶液(填試劑的名稱).
(2)實驗室采用H2SO4酸化的KMnO4溶液對“速力菲”中的Fe2+進(jìn)行滴定(假設(shè)藥品中其他成分不與KMnO4反應(yīng));該反應(yīng)的離子方程式為:MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O.
(3)稱量上述含鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.00%的“速力菲”20.00g,將其全部溶于稀硫酸中,配制成1 000.00mL溶液.取出20.00mL,用0.01mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液體積如圖2所示.
①儀器A的名稱是酸式滴定管:由圖2可知消耗KMnO4溶液體積為19.00 mL;
②滴定終點觀察到的現(xiàn)象為滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由無色變?yōu)樽霞t色,且半分鐘不褪色;
③以標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴定樣品溶液的濃度,判斷以下操作所引起實驗結(jié)果偏小的是A.
A.滴定過程中,錐形瓶振蕩太劇烈,有少量液滴濺出
B.滴定前俯視,滴定后仰視(標(biāo)準(zhǔn)液)
C.滴定接近終點時,用少量蒸餾水沖洗瓶內(nèi)壁
D.未用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液潤洗滴定管
④該藥品可以服用嗎?不可以(填“可以”或“不可以”)

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同步練習(xí)冊答案