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第二单元 生产生活中的含氮化合物教师备用题库1.(2017北京理综,12,6分)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应答案D本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。2.(2018北京理综,26,13分)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:磷精矿 磷精矿粉已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“”)。结合元素周期律解释中结论:P和S电子层数相同,。(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:。(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 后脱除率变化的原因:。(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是。(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b molL-1 NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是。(已知:H3PO4摩尔质量为98 gmol-1)答案(1)研磨、加热(2)核电荷数PS,得电子能力PS,非金属性PS(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF(4)80 后,H2O2分解速率大,浓度显著降低(5)CaSO4微溶BaCO3+SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2+H2O+2H2PO4-(6)0.049bca解析本题以磷精矿湿法制备磷酸为载体,考查了影响化学反应速率的因素、含氧酸酸性强弱的判断、氧化还原反应的应用以及化学计算等。(1)将矿物研磨粉碎可增加反应物的接触面积,使化学反应速率加快;加热提高了活化分子百分数,加快了化学反应速率。(2)根据强酸制取弱酸原理,可知H2SO4的酸性大于H3PO4。(4)H2O2在磷精矿湿法制备磷酸工艺中作为氧化剂来处理有机碳,但H2O2易分解生成O2和H2O,温度较高时H2O2分解加速,故有机碳的脱除率减小。(5)CaSO4微溶于水,故会有SO42-残留;加入BaCO3,可以提高SO42-的脱除率,发生反应的离子方程式为BaCO3+SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2+H2O+2H2PO4-。(6)H3PO4与NaOH反应生成Na2HPO4的化学方程式为H3PO4+2NaOHNa2HPO4+2H2O,故n(H3PO4)=n(OH-)12,所以精制磷酸中H3PO4的质量分数是cmL10-3L mL-1bmolL-11298 gmol-1ag100%=0.049bca。3.(2018天津理综,9节选)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:.采样采样系统简图采样步骤:检验系统气密性;加热器将烟道气加热至140 ;打开抽气泵置换系统内空气;采集无尘、干燥的气样;关闭系统,停止采样。.NOx含量的测定将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO3-,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 molL-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 molL-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。(5)NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式为。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有。(7)滴定过程中发生下列反应:3Fe2+NO3-+4H+ NO+3Fe3+2H2OCr2O72-+6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为mgm-3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若缺少采样步骤,会使测定结果。若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果。答案(5)2NO+3H2O22H+2NO3-+2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)23(c1V1-6c2V2)3V104(8)偏低偏高解析(5)NO被氧化为NO3-,H2O2被还原为H2O。(6)盛放K2Cr2O7溶液及量取20.00 mL稀释液均用酸式滴定管,稀释液在滴定过程中需放在锥形瓶中。(7)20.00 mL溶液中剩余Fe2+的物质的量为(6c2V210-3)mol,则参加反应的NO3-的物质的量为(c1V110-3-6c2V210-3)13mol,依据氮原子守恒,V L气样中NOx折合成NO2的物质的量为 53 (c1V1-6c2V2)10-3mol,质量为 53(c1V1-6c2V2)10-346g,含量为5346(c1V1-6c2V2)10-31 000V1 000mgm-3=23(c1V1-6c2V2)3V104mgm-3。(8)若缺少采样步骤,会使气样中含有空气,部分NOx与O2、H2O共同反应,导致测得的NOx含量偏低;若FeSO4标准溶液部分变质,则导致V2偏小,使计算出的NOx含量偏高。4.氮的氧化物、氨气以及铵盐、硝酸盐与我们的生产、生活密切相关,试回答:(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2的反应,其能量变化示意图如下:写出N2和O2反应的热化学方程式:。氧化还原法消除氮氧化物的转化如下:NONO2N2反应中,当n(NO2)nCO(NH2)2=32时,反应的化学方程式为。(2)工业合成氨的反应原理是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)HK(N)C.M点比N点的反应速率快D.若N点时c(NH3)=0.2 mol/L,N点的平衡常数K(N)0.93(3)催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强,则反应的离子方程式为。电化学降解NO3-的原理如下图所示,电源正极为(填“A”或“B”),阴极反应式为。答案(1)N2(g)+O2(g)2NO(g)H=-120 kJ/mol6NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2(2)200 ABD(3)2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2OA2NO3-+12H+10e-N2+6H2O解析(1)根据能量变化示意图提供的信息,1 mol氮气与1 mol氧气完全反应生成2 mol NO放出的热量为(1 260-1 140) kJ=120 kJ,则N2和O2反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g)H=-120 kJ/mol;反应中,当n(NO2)nCO(NH2)2=32时,NO2中氮元素化合价由+4降低到0,尿素中氮元素的化合价由-3升高到0,生成物除氮气外,还有CO2和水,则反应的化学方程式为6NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2。(2)合成氨的反应是放热反应,温度越高,越不利于氨气的生成,曲线a中氨气的物质的量分数最大,则对应的温度应为200 ;及时分离出NH3,平衡正向移动,可以提高H2的平衡转化率,A正确;温度不变,平衡常数不变,该反应为放热反应,温度升高,反应逆向移动,平衡常数减小,则题图中M、N、Q三点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)K(N),B正确;温度升高,反应速率加快,则M点比N点的反应速率慢,C错误;若N点时c(NH3)=0.2 mol/L,此时氨气的物质的量分数是20%,设起始时投入N2的浓度为x mol/L,则H2浓度为3x mol/L。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始浓度(mol/L) x3x 0转化浓度(mol/L)0.1 0.30.2平衡浓度(mol/L)x-0.1 3x-0.3 0.2则0.24x-0.2100%=20%,解得x=0.3,N点的平衡常数K(N)=0.220.20.630.93,D正确。(3)H2能将NO3-还原为N2,溶液呈碱性,说明有OH-生成,氢气被氧化生成水,所以离子方程式为2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O;由题给原理图可知,Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应生成氮气,因此Ag-Pt电极为阴极,电极反应式为2NO3-+12H+10e-N2+6H2O,则B为电源负极,A为电源正极。
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