NO2溶于水生成HNO3和NO,工业上利用这一反应原理制取HNO3 。
3NO2+H2O=2HNO3+NO (第一次吸收)
但这一步NO2的吸收率只有2/3,还余下1/3的NO。为了更多地吸收NO2,工业上通常把生成的NO再次氧化为NO2,再次用水吸收
2NO+O2=2NO2 (第一次通O2)
3NO2+H2O=2HNO3+NO (第二次吸收)
如此循环,可以使NO2全部转化为HNO3 。
现有3升NO2,如果按上述方法进行循环氧化吸收:
(1)则第二次吸收后,NO2的总吸收百分率为 (可以用分数表示,下同),第二次通入O2的体积为 升,第三次吸收后还剩余NO 升。
(2)第n次吸收后剩余NO的体积为 升(用含n的代数式表示)。
(3)如果要使3升NO2恰好完全转化为HNO3,则需通入O2的总体积为 升。
(所有气体体积均在相同条件下测定)
科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
⑴目前合成氨的技术原理为:
该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是: 。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为 。
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是 。
A.向容器中按原比例再充入原料气 |
B.向容器中再充入惰性气体 |
C.改变反应的催化剂 |
D.液化生成物分离出氨 |
⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为 。
⑶根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:
进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①此合成反应的a_ 0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
②已知
⑷ NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH水解的缘故。则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式是 。
22.我国的“神舟”系列载人飞船的成功发射,标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”。航天器的升空需要推进剂,推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成,根据化学物质的形态不同推进剂可分为固体推进剂和液体推进剂,它们一般由C、H、O、N中的一种或几种元素组成。请回答下列问题:
(1)已知某固体推进剂主要由可燃剂(聚丁二烯等)和氧化剂甲(一种由三种元素组成的盐)组成,则甲的化学式为 ▲ ,并用离子方程式表示甲的水溶液呈酸性的原因 ▲ 。
(2)已知某液体推进剂主要由可燃剂乙和氧化剂丙组成,乙和丙常温下呈液态,它们均为氢化物(氢与其他元素形成的二元化合物)且分子中含有相同的电子数,常温下,乙和丙可生成一种常见的液态化合物和一种常见的稳定单质,试写出该反应的化学方程式 ▲ 。另一种气态无色的氧化剂丁升温时(隔绝空气)迅速转化为红棕色气体,1mol乙在常温下与丁完全反应可放出Q kJ热量,产物与丙完全相同,试写出该反应的热化学方程式 ▲ 。
A.石油产品 B.尿素 C.液氟 D.高氯酸铵
(4)戊也可作液体推进剂的氧化剂,取19.6g化合物戊,隔绝空气加热使其完全分解,生成氮气、氧气和二氧化碳,生成的氮气折合成标准状况下的体积为4.48L,生成的二氧化碳气体被足量的澄清石灰水吸收,得到10.0 g沉淀,则戊的化学式为 ▲ 。
(5)请您设计一个实验方案,探究由上述四种元素组成的常见无机盐可能的成份 ▲ 。
工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
(1)工业上可用氨催化吸收法处理NOx ,反应原理如下:
4xNH3 +6 NOx(2x + 3)N2 + 6xH2O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如下:
①装置A中发生反应的化学方程式为 ▲ 。
②装置D中碱石灰的作用是 ▲ 。
(2)工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx 。
已知: NO不能与Na2CO3溶液反应。
NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2 (I)
2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2 (II)
①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的值不可能是 ▲ (填字母)。
A.1.3 B.1.6 C.1.8
②将1mol NOx 通入Na2CO3溶液中,被完全吸收时,溶液中生成的NO3ˉ、NO2ˉ两种离子的物质的量随x变化关系如图所示:
图中线段a表示 ▲ 离子随x值变化的关系;若用溶质质量分数为21.2%的 Na2CO3溶液吸收,则需要Na2CO3溶液至少 ▲ g。
③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每产生22.4L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44g,则NOx中的x值为 ▲ 。
(3)氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气共同的优点是 ▲ 。
自然界中进行着氮元素的循环,所以空气中氮气的含量基本保持不变。
(1)植物生长所需的主要的三种营养元素为 ,由氮气转变成氮的化合物的过程叫做
(2)农谚有“一场雷雨一场肥”的说法,其中的“肥”是雷雨形成的最终产物之一,
其化学式是
(3)已知+青2;H=180.74KJ/mol.此反应称为伯克莱特—艾,某次雷雨闪电中两块云间的电势差为1×V,从一块云移到另一块云的电荷量为30000C,此次闪电释放出的能量为 KJ .
(4) 若该闪电有千分之一的能量用来产生NO,则可生成NO mol,雷雨的生成物相当于给大地施加尿素 t
叠氮化合物应用广泛,如NaN3可用于汽车安全气囊,Hg(N3)2可作雷管的起爆剂,工业上制备NaN3的化学反应为:
I.N2H4(联氨) + HNO2 → HN3(叠氮酸) + H2O (未配平);
II.HN3 + NaOH →NaN3 + H2O
⑴上述反应I中,每生成4.3g HN3时,消耗联氨的物质的量为 ,NaN3受撞击时迅速分解为两种单质,该反应的化学方程式为 。
⑵联氨的电子式为 。
⑶上图为常温下向25mL、0.1mol/L NaOH溶液中逐滴滴加0.2mol/L的HN3溶液的过程中溶液pH的变化曲线。(溶液混合时体积的变化忽略不计)
①D点时溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为
② B点时溶液中c (HN3) =
将6.4 g铜加入到50 mL a mol/L的硝酸溶液中,铜全部溶解,得到NO2和NO的混合气体。将反应后溶液稀释至100 mL,测得NO3-的浓度为3 mol/L。
(1)混合气体中NO2和NO的总物质的量为 mol(用含a的式子表示)。
(2)稀释后的溶液中H+的物质的量浓度为 mol/L。
(3)若a=9,则混合气体中NO2的物质的量为 mol。
氯化铵是一种重要的化工原料,应用广泛。
(1)实验室通常用NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合共热制取氨气。
①写出实验室制取氨气的反应方程式 。
②浓氨水可以用来检验有毒气体氯气的泄漏,反应式为3Cl2 +8NH3= N2 + 6NH4Cl,在该反应中,氧化剂是 (填化学式),检测时观察到的现象是 ,21.3 g氯气能氧化氨气 mol。
(2)用浓氯化铵溶液处理的舞台幕布难着火,其原因是 (填字母)。
①幕布的着火点升高
②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量,降低了温度
④氯化铵分解产生的气体隔离了部分空气
A.①② | B.③④ | C.①③ | D.②④ |
(3)实验室可用NH4Cl溶液与饱和的NaNO2溶液反应制取纯净的氮气,反应方程式为:
NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O
实验装置如下图所示,试回答:
①装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接
的导管所起的作用是 (填写编号)。
a.防止饱和溶液蒸发
b.保证实验装置不漏气
c.使饱和NaNO2溶液容易滴下
②加热前必须进行的一个操作步骤是 。
③收集N2最适宜的方法是 (填写编号)
a.排空气法收集在集气瓶中
b.排水法收集在集气瓶中
c.直接收集在球胆或塑料袋中
氮及其化合物与人们的生活息息相关。
(1)氮元素在周期表中的位置是 。
(2)实验室可用铜与稀硝酸反应制取NO,其离子方程式是 。为防止环境污染,可用碱液吸收氮的氧化物。NO与NO2按物质的量之比1:1被NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该化学方程式是 。
(3)已知:① CH4(g) + 4 NO2(g) =" 4" NO(g) + CO2(g) +2 H2O(g) △H= -574 kJ·mol-1
② CH4(g) + 4 NO(g) =" 2" N2(g) + CO2(g) + 2 H2O(g) △H= -1160 kJ·mol-1
根据①和②,标准状况下,4.48 L CH4恰好将NO2转化为N2时,△H= 。
由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H -574 kJ·mol-1
(4)同温同压下,3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气完全转化为N2,则原混合
气中 NO和NO2的体积比是 。
(5)含有1mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉,所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如下图所示。 b是 n3 = p=
将32 g Cu与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:
(1)NO的物质的量为 moL,NO2的物质的量为 moL。
(2)产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为NaNO3,至少需要质量分数为30%的双氧水 g。
(8分)
(1)6.20g 白磷(P4)在足量氧气中完全燃烧生成氧化物,反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为________________L.上述燃烧生成氧化物溶有于水配成50.0mLH3PO4溶液,该溶液的物质的量浓度为____________ mol ·L-1
(2)含0.300molH3PO4溶液滴加到含0.500mol Ca(OH)2的悬浮液中,反应恰好完全,生成1种难溶盐和16.2 g水,该难溶盐的化学式可表示为____________。
硫酸和硝酸是中学阶段常见的两种强酸,请就两者与金属铜的反应情况回答下列问题:
(1)在100mL 18mol·L-1的浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是 (填写代号):
A.7.32L | B.6.72L | C.20.16L | D.30.24L |
(2)若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式 。
铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将方程式表示为:Cu+HNO3 → Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平,不考虑2NO2 N2O4)。
(1)0.004molCu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是______________NA,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是______________,在标准状况下若将收集NO和NO2的集气瓶倒立于水中,通入一定量的氧气充分反应后发现无气体剩余,则通入O2的体积为____________。
(2)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,写出并配平该反应的离子方程式__________ _。
某校化学兴趣小组的同学对硝酸盐的受热分解进行探究。他们设计了如下装置分别加热了Ca(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种固体。(加热及夹持装置未画出)
(1)甲同学加热的是Ca(NO3)2。加热过程发现:装置②中产生 气泡,部分石蕊试液被压至装置③中;用带火星的木条检验②中的气体,木条复燃;分析装置①中剩余的固体得知,剩余固体中含有N元素,且显+3价。请写出Ca(NO3)2受热分解后生成产物的化学式: 、 。
(2)乙同学加热的是Cu(NO3)2。加热过程发现:装置②中也有气泡产生,但在上升的过程中消失。石蕊试液逐渐变为红色,液体几乎不被压至装置③中。装置①中的固体逐渐变为黑色。请写出Cu(NO3)2受热分解的化学方程式: ;
(3)丙同学加热的是AgNO3。加热过程发现:装置②中也有气泡产生,但在上升的过程中气泡部分消失,剩余的气体也能使带火星的木条复燃。石蕊试液也逐渐变为红色,有少量液体被压至装置③中。装置①中的固体逐渐变为黑色。丙同学据此写出了AgNO3受热分解可能的两种化学方程式:学科
(Ⅰ)4AgNO3 2Ag2O+4NO2↑+O2↑,
(Ⅱ)2AgNO3 2Ag+2NO2↑+O2↑。
Ⅰ、Ⅱ中正确的是 ,并说明理由: 。
请你设计一个简单的实验证明你的结论是正确的: 。
(4)由上述3个实验的结果,请你推测硝酸盐受热分解的规律: 。
(5)标况下如丙同学操作,称量ag硝酸银,受热完全分解后,读取量筒体积为bml,求硝酸银的分解率:____________(化简成整数比例关系,可不用化成小数)
试题篮
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