- 硝酸的性质
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如图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图.其中A、B、C、D常温下都是气体,B为红棕色,写出A、B、D、E的化学式和有关反应的化学方程式.
(1)各物质的化学式
A______、B______、D______、E______
(2)各步反应的化学方程式
①A-→C______.
②D-→C______.
③B-→E______.
正确答案
N2
NO2
NH3
HNO3
N2+O22NO
4NH3+5O24NO+6H2O
3NO2+H2O═2HNO3+NO
解析
解:(1)氮气在放电的条件下可以和氧气之间反应生成一氧化氮,一氧化氮能和氧气化合为红棕色的二氧化氮气体,氮气和氢气在高温高压下催化剂作用下发生反应合成氨气,氨气的催化氧化产物是一氧化氮和水,二氧化氮可以和水之间反应生成硝酸和一氧化氮,金属铜可以和硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水.所以A、B、C、D、E分别是:N2、NO2、NO、NH3、HNO3,故答案为:N2、NO2、NH3、HNO3;
(2)①氮气在放电的条件下可以和氧气之间反应生成一氧化氮,即N2+O22NO,故答案为:
②氨气的催化氧化产物是一氧化氮和水,即4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O2
4NO+6H2O;
③二氧化氮可以和水之间反应生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O═2HNO3+NO,故答案为:3NO2+H2O═2HNO3+NO.
(1)写出实验室制NH3的反应方程式为______;
(2)硝酸具有强氧化性,它能和许多物质发生反应.写出浓硝酸与非金属单质碳的反应方程式.______.
配平下列化学(或离子)方程式:
(3)______FeCl2+______KNO3+______HCl-______FeCl3+______KCl+______NO↑+______H2O
(4)______SO32-+______MnO4-+______H+-______Mn2++______SO42-+______H2O.
正确答案
(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气,该反应是复分解反应,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)浓硝酸具有强氧化性,能和非金属单质C在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,
故答案为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O)
(3)反应方程式中元素的化合价变化为 FeCl2→FeCl3,铁元素由+2价→+3价,一个分子失去一个电子;
KNO3→NO,氮元素由+5价→+2价,一个分子得3个电子,所以其最小公倍数为3,所以氯化亚铁的计量数为3,硝酸钾的计量数为1,其它元素根据原子守恒配平,所以该方程式为:
3 FeCl2+1KNO3+4 HCl=3FeCl3+1KCl+1NO↑+2H2O,
故答案为:3;1;4;3;1;1;2;
(4)反应方程式中元素的化合价变化为 SO32-→SO42-,硫元素由+4价→+6价,一个离子失去2个电子; MnO4-→Mn2+,
锰元素由+7价→+2价,一个离子得5个电子,所以其最小公倍数为10,故亚硫酸根离子的计量数为5,高锰酸根离子的计量数为2,其它元素根据原子守恒配平,所以该方程式为:5SO32-+2 MnO4-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O.
故答案为:5;2;6;2;5;3;
某短周期主族元素的原子最外层电子数为次外层的2倍,其单质甲可发生如下反应:
甲+乙丙+丁+水.
(1)若丙为NO2.
①甲与乙反应的化学方程式为______.
②NO2可作火箭重要燃料-肼(N2H4)的助燃剂.已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ•mol-1,
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ•mol-1.
写出燃料-肼(N2H4)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式:______.
(2)若丙为SO2.
①把乙滴入硫酸铜晶体,观察到的现象是______.
②SO2能使酸性KMnO4溶液紫红色褪去,完成下列离子方程式:
MnO4-+
SO2+
______=
Mn2++
SO42-+
H+
③SO2在一定条件下,发生:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0反应.
该反应的化学平衡常数K=______(填表达式);反应达平衡时,若改变其中一个条件x,则符合图中曲线的是______(填序号).
a.x表示温度,y表示SO2的物质的量
b.x表示压强,y表示SO2的转化率
c.x表示SO2的物质的量,y表示O2的物质的量
d.x表示SO3的物质的量,y表示化学平衡常数K.
正确答案
短周期主族元素的原子最外层电子数为次外层的2倍,该原子有2个电子层,最外层电子数为4,为C元素,其单质甲为C单质,可以发生:甲+乙丙+丁+水,故乙含有H元素、O元素;
(1)若丙为NO2,由转化关系可知,乙为HNO3,丁为CO2;
①碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水,反应方程式为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
故答案为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
②已知:Ⅰ、N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ•mol-1,
Ⅱ、2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ•mol-1.
根据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ得2N2H4(g)+2O2(g)=2N2(g)+4H2O(g)△H=-1068kJ•mol-1;
即N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ•mol-1;
故答案为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ•mol-1;
(2)若丙为SO2,由转化关系可知,乙为H2SO4,丁为CO2;
①把硫酸滴入硫酸铜晶体中,浓硫酸具有吸水性,蓝色晶体变白色;
故答案为:蓝色晶体变白色;
②反应中MnO4-→Mn2+,Mn元素化合价由+7降低为+2,总共降低5价,SO2→SO42-,S元素化合价由+4升高为+6,总共升高2价,化合价升降最小公倍数为10,故MnO4-系数为2,故SO2系数为5,根据元素守恒故Mn2+系数为2,故SO42-系数为5,由电荷守恒故H+系数为4,根据元素守恒可知缺项为H2O,故H2O系数为2,配平后为:②2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;
故答案为:2、5、2H2O、2、5、4;
③平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,故可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K=;
由图象可知,随x的增大y值降低,
a.该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应反应,SO2的物质的量增大,图象与实际不相符,故a错误;
b.反应为气体物质的量减小的反应,增大压强平衡向正反应移动,SO2的转化率增大,图象与实际不相符,故b错误;
c.增大SO2的物质的量,平衡向正反应移动,O2的物质的量减小,图象与实际相符合,故c正确;
d.化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,图象与实际不相符,故d错误;
故答案为:;c.
氧化还原反应中实际上包含 氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:
NO3- +4H++3e-===NO↑+2H2O KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式: ___________________________________。
(2)反应中硝酸体现了________、________性质。
(3)反应中若产生0.2 mol气体,则转移电子的物质的量是________mol。
(4)若1 mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因是____________________________________________________________。
正确答案
(1)14HNO3+3Cu2O=== 6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
(2)酸性;氧化性
(3)0.6
(4)使用了较浓的HNO3,产物中有部分NO2
已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)用双线桥法分析上述反应(只需标出电子得失的方向和数目)______
(2)上述反应中氧化剂是______,氧化产物是______;
(3)硝酸在反应过程中起的作用是______、______;硝酸没有全部参加氧化还原反应,没有参加氧化还原反应的硝酸占总硝酸的______;
(4)若反应中转移了0.6mol电子,产生的气体在标准状况下的体积是______.
正确答案
(1)在反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,Cu元素的化合价由0升高到+2价,N元素的化合价由+5降低为+2价,转移的电子为6e-,
则双线桥法标出电子得失的方向和数目为
,
故答案为:
;
(2)N元素的化合价降低,Cu元素的化合价升高,则硝酸为氧化剂,硝酸铜为氧化产物,
故答案为:稀硝酸;硝酸铜;
(3)生成硝酸盐体现硝酸的酸性,生成NO体现硝酸的氧化性,由反应及氮原子守恒可知,8mol硝酸反应时6mol硝酸体现酸性,2mol硝酸体现氧化性,则没有参加氧化还原反应的硝酸占总硝酸的=
,
故答案为:氧化剂;酸;;
(4)由反应可知生成2molNO转移的电子为6mol,则反应中转移了0.6mol电子,产生的气体的物质的量为0.2mol,其在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:4.48L.
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