6.碳和氮的化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關.
(1)C、CO、CO2在實際生產(chǎn)中有如下應用:
a.2C+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$Si+2CO        b.3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
c.C+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H2         d.CO2+CH4$\stackrel{催化劑}{→}$CH3COOH
上述反應中,理論原子利用率最高的是d.可用碳酸鉀溶液吸收b中生產(chǎn)的CO2,常溫下,pH=10的碳酸鉀溶液中水電離的OH-的物質(zhì)的量濃度為1×10-4 mol•L-1,常溫下,0.1mol•L-1KHCO3溶液的pH>8,則溶液中c(H2CO3)>c(CO32-)(填“>”,“=”或“<”).
(2)有機物加氫反應中鎳是常用的催化劑.但H2中一般含有微量CO會使催化劑鎳中毒,在反應過程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,查得資料如圖1,
則:SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=-270kJ/mol.
(3)已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-94.4kJ•mol-1,恒容時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖2所示,各時間段最終均達平衡狀態(tài).
①在2L容器中發(fā)生反應,時段Ⅰ放出的熱量為94.4kJ.
②25min時采取的措施是將NH3從反應體系中分離出去.
③時段Ⅲ條件下,反應的平衡常數(shù)為2.37(保留3位有效數(shù)字).
(4)電化學降解N的原理如圖3所示.電源正極為A(填“A”或“B”),陰極反應式為2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O.

分析 (1)反應物中的原子全部參加反應的,原子利用律最高,據(jù)此解答即可;水電離的OH-的物質(zhì)的量濃度=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-pH}}$;常溫下,0.1mol•L-1 KHCO3溶液pH>8,說明碳酸氫根在水解程度大于電離程度;
(2)由圖1可知,O2(g)+2CO(g)=2CO2(g)△H=(-2×283)kJ•mol-1=-566kJ•mol-1,(i)
                                 S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296kJ•mol-1,(ii)
利用蓋斯定律(i)-(ii)計算即可;
(3)①根據(jù)時段Ⅰ達到平衡時生成氨氣的物質(zhì)的量及熱化學方程式N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-94.4kJ•mol-1計算出放出的熱量;
②根據(jù)25min時氨氣的物質(zhì)的量變?yōu)?,而氮氣和氫氣的物質(zhì)的量不變進行解答,改變的條件是分離出氨氣;
③根據(jù)時段Ⅲ條件下達到平衡時各組分的濃度及平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積進行解答;
(4)由圖示知在Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應,因此Ag-Pt電極為陰極,則B為負極,A為電源正極;在陰極反應是NO3-得電子發(fā)生還原反應生成N2,利用電荷守恒與原子守恒知有氫離子參與反應且有水生成.

解答 解:(1)觀察四個反應方程式可見,只有反應d中參加反應的物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為一種物質(zhì),故原子利用率最高;
可用碳酸鉀溶液吸收生成的CO2,常溫下pH=10的碳酸鉀溶液中水電離的c(OH-)=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-pH}}$mol/L=1×10-4 mol•L-1;
常溫下,0.1mol•L-1 KHCO3溶液pH>8,則溶液中碳酸氫根離子水解程度大于電離程度,所以c(H2CO3)>c(CO32-);
故答案為:d; 1×10-4 mol•L-1;>;
(2)由圖1可知,O2(g)+2CO(g)=2CO2(g)△H=(-2×283)kJ•mol-1=-566kJ•mol-1,(i)
                                 S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-296kJ•mol-1,(ii)
(i)-(ii)得:SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=-563-(-298)=-270kJ•mol-1,故答案為:-270kJ/mol;
(3)①時段Ⅰ達到平衡時生成的氨氣的物質(zhì)的量為:1.00 mol/L×2L=2.00mol,
根據(jù)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-94.4kJ•mol-1可知生成2.00mol氨氣放出的熱量為94.4kJ,
故答案為:94.4kJ;
②25min時氨氣的物質(zhì)的量迅速變?yōu)?而氮氣、氫氣的物質(zhì)的量不變,之后氮氣、氫氣的物質(zhì)的量逐漸減小,氨氣的物質(zhì)的量逐漸增大,說明25min時改變的條件是將NH3從反應體系中分離出去,
故答案為:將NH3從反應體系中分離出去;
③時段Ⅲ條件下,反應為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),圖象方向可知平衡狀態(tài)下[N2]=0.25mol/L,[NH3]=0.50mol/L,[H2]=0.75mol/L,該反應的化學平衡常數(shù)為:K=$\frac{[NH{\;}_{3}]{\;}^{2}}{[H{\;}_{2}]{\;}^{3}[N{\;}_{2}]}$=$\frac{(0.50mol/L){\;}^{2}}{(0.75mol/L){\;}^{3}×0.25mol/L}$=2.37,
故答案為:2.37;
(4)由圖示知在Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應,因此Ag-Pt電極為陰極,則B為負極,A為電源正極;在陰極反應是NO3-得電子發(fā)生還原反應生成N2,利用電荷守恒與原子守恒知有H2O參與反應且有水生成,
所以陰極上發(fā)生的電極反應式為:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O,
故答案為:A,2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O.

點評 本題主要考查的是綠色化學的概念、蓋斯定律的應用、影響化學平衡的因素及電解池工作原理,題目難度中等,明確化學平衡常數(shù)的概念及計算方法是解題關鍵.

練習冊系列答案
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①取10.0g丙烯酸和6.0g甲醇放置于三頸燒瓶中,連接好冷凝管,用攪拌棒攪拌,水浴加熱.
②充分反應后,冷卻,向混合液中加入5%Na2CO3溶液洗至中性.
③分液,取上層油狀液體,再用無水Na2SO4干燥后蒸餾,收集70-90℃餾分.
可能用到的信息:
沸點溶解性
丙烯酸141℃與水互溶,易溶于有機溶劑有毒
甲醇65℃與水互溶,易溶于有機溶劑易揮發(fā),有毒
丙烯酸甲酯80.5℃難溶于水,易溶于有機溶劑易揮發(fā)
回答下列問題:
(1)儀器c的名稱是分液漏斗.
(2)混合液用5%Na2CO3溶液洗滌的目的是除去混合液中的丙烯酸和甲醇(降低丙烯酸甲酯的溶解度).
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(4)關于產(chǎn)品的蒸餾操作(夾持裝置未畫出),圖2中有2處錯誤,請分別寫出溫度計水銀球位置、尾接管與錐形瓶接口密封.

為檢驗產(chǎn)率,設計如下實驗:
①將油狀物質(zhì)提純后平均分成5份,取出1份置于錐形瓶中,加入2.5mol/L的KOH溶液10.00mL,加熱使之完全水解.
②用酚酞做指示劑,向冷卻后的溶液中滴加0.5mol/L的HCl溶液,滴到終點時共消耗鹽酸20.00mL.
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11.制備鋅印刷電路板是用稀硝酸腐蝕鋅板,產(chǎn)生的廢液稱“爛板液”.“爛板液”中含硝酸鋅外,還含有自來水帶入的Cl-和Fe3+.在實驗室里,用“爛板液”制取ZnSO4•7H2O的過程如下:

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(2)若步驟①的pH>12,則Zn(OH)2溶解生成四羥基合鋅酸鈉.寫出Zn(OH)2被溶解的離子方程式Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-
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(4)若濾液E的pH=4,c(Zn2+)=2mol•L-1,c(Fe3+)=2.6×l0-9mol•L-1,能求得的溶度積是
C(填選項).
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(5)步驟③要控制pH在一定范圍.實驗室用pH試紙測定溶液pH的方法是:將pH試紙放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液點在試紙中間,待顏色變化穩(wěn)定后與比色卡對比,讀出讀數(shù).
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若①的溶度積常數(shù)為KSP,②的離子積常數(shù)為KW,F(xiàn)e3+發(fā)生水解反應的平衡常數(shù):K=$\frac{K{{\;}_{w}}^{3}}{K{\;}_{sp}}$.(用含KSP、KW的代數(shù)式表示)

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18.草酸晶體的組成可表示為H2C2O4•xH2O,為測定x值,進行下列實驗.
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(3)在滴定過程中,目光應注視錐形瓶中溶液顏色的變化.
(4)若滴定時,滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL,因此計算出草酸晶體x值為$\frac{50m}{9c×(b-a)}-5$.
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.已知維生素A的結構簡式為:

關于它的敘述正確的是( 。
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C.維生素A是一種易溶于水的醇
D.1mol維生素A在催化劑作用下最多可與7mol H2發(fā)生加成反應

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