【題目】氮的化合物應用廣泛,但氮氧化物是重要的空氣污染物,應降低其排放。

(1)CO2NH3可合成氮肥尿素

已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) H=159.5kJ·mol1

NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) H=+116.5kJ·mol1

H2O(1)===H2O(g) H=+44kJ·mol1

CO2NH3合成尿素(副產(chǎn)物是液態(tài)水)的熱化學方程式為___________。

(2)工業(yè)上常用如下反應消除氮氧化物的污染:

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H

在溫度為T1T2時,分別將0.40 mol CH41.0 mol NO2充入體積為1L的密閉容器中,n(CH4)隨反應時間的變化如圖所示:

①根據(jù)如圖判斷該反應的H___________0(填“>”“<”“=”),理由是___________。

②溫度為T1時,0~10min內(nèi)NO2的平均反應速率v(NO)2=___________,反應的平衡常數(shù)K=______(保留三位小數(shù))

③該反應達到平衡后,為再提高反應速率同時提高NO2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有______(填編號)

A.改用高效催化劑 B.升高溫度

C.縮小容器的體積 D.增加CH4的濃度

(3)利用原電池反應可實現(xiàn)NO2的無害化,總反應為6NO2+8NH3===7N2+12H2O,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,工作一段時間后,該電池正極區(qū)附近溶液pH___________(增大”“減小不變”),負極的電極反應式為___________。

(4)氮的一種氫化物HN3,其水溶液酸性與醋酸相似,則NaN3溶液中各離子濃度由大到小的順序為___________;常溫下將 a mol·L1HN3b mol·L1Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3),則該混合物溶液呈___________(”“”)性,溶液中c(HN3)=___________ mol·L1。

【答案】CO2(g)+ 2NH3(g) = CO(NH2)2(s) + H2O(l) H=-87.0kJ/mol T1<T2,T2CH4的平衡含量高,說明升高溫度,化學平衡向逆反應方向移動,逆向吸熱,正向放熱 0.02mol·L-1·min-1 2.025 D 增大 2NH3 - 6e- + 6OH- = N2 + 6H2O c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+) 0.5a-b

【解析】

(1)已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.5 kJ/mol,②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol,③H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將①+②-③得:CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=(-159.5 kJ/mol)+(+116.5 kJ/mol)-(+44.0 kJ/mol)=-87.0kJ/mol,故答案為:CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=-87.0kJ/mol;

(2) ①根據(jù)圖像,T2時先達到平衡,說明T2T1,溫度越高平衡時甲烷物質(zhì)的量越大,說明平衡逆向進行,因此正反應為放熱反應,△H0,故答案為:<;T1T2,T2CH4的平衡含量高,說明升高溫度,化學平衡向逆反應方向移動,逆向吸熱,正向放熱;

②溫度為T1時,10min時,n(CH4)=0.3mol,根據(jù)方程式,反應的n(NO2)=2×(0.4mol-0.3mol)=0.2molNO2的平均反應速率v(NO2)== 0.02mol·L-1·min-1,

根據(jù)圖中信息可知,平衡時n(CH4)=0.10mol,故有:

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

開始時濃度(mol/L) 0.4 1.0 0 0 0

改變的濃度(mol/L) 0.30 0.6 0.3 0.3 0.6

平衡時濃度(mol/L) 0.10 0.4 0.3 0.3 0.6

K=;

A.改用高效催化劑,不能影響平衡的移動,不能提高NO2的轉(zhuǎn)化率,選項A錯誤;

B.升高溫度,反應速率加快,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率減小,選項B錯誤;

C.縮小容器的體積,物質(zhì)的濃度增大,反應速率加快,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率減小,選項C錯誤;

D.增加CH4的濃度,反應速率加快,平衡正向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率增大,選項D正確;

答案選D;

(3)利用原電池反應可實現(xiàn)NO2的無害化的總反應為6NO2+8NH3=7N2+12H2O,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液。工作時,正極上二氧化氮得到電子生成氮氣,電極方程式為2NO2+8e-+4H2ON2+8OH-,正極附近溶液的pH增大;負極上氨氣失去電子生成氮氣,電極反應式為2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,故答案為:增大;2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O

(4)氮的一種氫化物HN3,其水溶液酸性與醋酸相似,則NaN3為強堿弱酸鹽,水解呈堿性,溶液中各離子濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+);混合后溶液中c(Ba2+)=0.5b mol/L,根據(jù)電荷守恒:2c(Ba2+)+c(H+)=c(N3-)+c(OH-),溶液中存在2c(Ba2+)= c(N3-),則c(H+)=c(OH-),溶液顯中性;溶液中c(N3-)=b mol/L,由物料守恒可知溶液中c(HN3)=(0.5a-b)mol/L,故答案為:中;0.5a-b。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】堿式碳酸銅可用于有機催化劑、殺蟲劑及飼料中銅的添加劑,還可用于煙火和顏料制造。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應能否得到堿式碳酸銅?某班同學進行相關探究。

【沉淀制備】取一定量膽礬(CuSO4·5H2O溶于水,再滴幾滴稀硫酸,充分攪拌后得到一定體積的CuSO4溶液。向其中加適量Na2CO3溶液,將所得藍綠色懸濁液過濾,用蒸餾水洗滌,再用無水乙醇洗滌。

1滴加稀硫酸的作用是________。

2)用無水乙醇洗滌的目的是________。

實驗探究】同學們設計了如下裝置,用制得的藍綠色固體進行實驗:

3D裝置加熱前,需要首先打開活塞K,用A裝置制取適量N2,然后關閉K,點燃D處酒精燈。A中產(chǎn)生的N2將裝置中的空氣排除,避免干擾。C中盛裝的試劑應是________

4)裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為________。

5)若藍綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2,實驗能觀察到的現(xiàn)象是________。

6)同學們查閱文獻知:Ksp(CaCO3)2.8×109Ksp(BaCO3)5.1×10-9,經(jīng)討論認為需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍綠色固體的化學式,其原因是________

aBa(OH)2的堿性比Ca(OH)2

bBa(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2

c.相同條件下,CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

d.吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3,測量誤差小

D中反應完全后,打開活塞K,再次滴加NaNO2溶液產(chǎn)生N2,其目的是________。若定量分析所取藍綠色固體質(zhì)量為27.1 g,裝置F中使用Ba(OH)2溶液,實驗結(jié)束后,裝置E的質(zhì)量增加2.7 gF中產(chǎn)生沉淀19.7 g。則該藍綠色固體的化學式為________

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】Mn(H2PO4)2·2H2O是一種白色晶體,易溶于水,常用于機械設備的磷化處理。以軟錳礦(主要成分為MnO2,還含有少量的Fe2O3、FeOAl2O3)為原料制備Mn(H2PO4)2·2H2O的流程如圖:

1)軟錳礦要先制成礦漿的目的是__,葡萄糖(C6H12O6)MnO2反應時,產(chǎn)物為MnSO4、CO2H2O,該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__

2)用H2O2溶液氧化時發(fā)生反應的離子方程式為:__。

3)已知幾種金屬離子的氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表,調(diào)pH并過濾時,應調(diào)整的pH范圍為__,濾渣1的主要成分為__(填化學式)。

金屬離子

開始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Fe3+

1.8

3.2

Al3+

3.0

5.0

Fe2+

5.8

8.8

Mn2+

7.8

9.8

4)加入磷酸后發(fā)生反應的化學方程式為__。

5)某工廠用上述流程制備Mn(H2PO4)2·2H2O,已知軟錳礦中MnO2的含量為87%,整個流程中錳元素的損耗率為9%,則1噸該軟錳礦可制得Mn(H2PO4)2·2H2O__t。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】實驗室用標準鹽酸溶液測定某NaOH溶液的濃度,用甲基橙作指示劑,下列操作中可能使測定結(jié)果偏低的是(

A.酸式滴定管在裝酸液前未用標準鹽酸溶液潤洗23

B.開始實驗時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,在滴定過程中氣泡消失

C.錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度

D.NaOH溶液的錐形瓶滴定前用NaOH溶液潤洗23

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,幾種難溶金屬氫氧化物分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后,改變?nèi)芤旱?/span>pH,金屬陽離子濃度的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.a點代表Fe(OH)3的飽和溶液

B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]

C.0.1 mol·L-1Cu2+、Mg2+、Fe2+混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Mg2+最先沉淀

D.pH=7的溶液中,Cu2+、Mg2+、Fe2+能大量共存

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液能大量共存的是

A.pH1的溶液中:Fe2、NO3-、SO42-、Na

B.由水電離的c(H)1×1014mol·L1的溶液中:Ca2、KCl、HCO3-

C.1012的溶液中:NH4+Al3、NO3-Cl

D.c(Fe3)0.1 mol·L1的溶液中:K、ClOSO42-、SCN

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加,且均不超過20。W、X、Y最外層電子數(shù)之和為15,是實驗室常用的一種化學試劑。下列說法中錯誤的是(

A.Z2Y的水溶液呈堿性

B.最簡單氫化物沸點高低為:XW

C.常見單質(zhì)的氧化性強弱為:WY

D.中各原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】軟錳礦(主要成分MnO2,雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應可制備MnSO4·H2O,反應的化學方程式為MnO2SO2MnSO4。已知:Ksp[Al(OH)3]=1×1033Ksp[Fe(OH)3]=3×1039,pH7.1Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3、A13(使其濃度均小于1×106 mol·L1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為__________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】銅及其化合物具有廣泛的應用,間接碘量法可以測定銅合金中的銅,回答下列問題:

(1)銅合金的種類較多,主要有黃銅和各種青銅等。試樣可以用HNO3分解,還需要用到濃H2SO4CuSO4CuNO32中陽離子的基態(tài)核外電子排布式為______;SO、N三種元素的第一電離能由大到小的順序為______;

(2)CuNO32溶液中通入足量NH3能生成配合物[CuNH34]NO32,其中NH3中心原子的雜化軌道類型為______,[CuNH34]NO32屬于______晶體。

(3)CuSO4溶液中加入過量KCN能生成配離子[CuCN4]2-,1 mol CN-中含有的π鍵數(shù)目為______,與CN-互為等電子體的離子有______(寫出一種即可);

(4)CuSO4的熔點為560℃,CuNO32的熔點為115℃,CuSO4熔點更高的原因可能是______;

(5)在弱酸性溶液中,Cu2+與過量KI作用,生成CuI沉淀,同時析出定量的I2;如圖為碘晶體晶胞結(jié)構(gòu)。下列有關說法中正確的是______

A.碘分子的排列有2種不同的取向,2種取向不同的碘分子,以4配位數(shù)交替配位形成層結(jié)構(gòu)

B.用均攤法可知平均每個晶胞中有4個碘原子

C.碘晶體為無限延伸的空間結(jié)構(gòu),是原子晶體

D.碘晶體中的碘原子間存在非極性鍵和范德華力

(6)已知Cu2O晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞原子坐標參數(shù)A為(00,0),B為(1,0,0),C為()。則D原子的坐標參致為______,它代表______原子(填元素符號);已知金屬銅的堆積方式是面心立方最密堆積,則晶體中銅原子的配位數(shù)是12,Cu原子的空間利用率是______

查看答案和解析>>

同步練習冊答案