题目内容

氮及其化合物在工农业生产、生活中有者重要作用。请回答下列问题：

（1）图1是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能星变化示意图(a、b均大于0，)且知:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1（c>0）
请写出CO将NO2还原至N2时的热化学方程式____________；
（2）图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时，N2的浓度随时间的变化曲线(以a、b、c表示）。已知三个条件下起始加入浓度均为：c(N2)=0.1mol·L-1，c(H2)=0.3mol·L-1；合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①计算在a达平衡时H2的转化率为______；
②由图2可知，b、c各有一个条件与a不同，则c的条件改变可能是______；
试写出判断b与a条件不同的理由____________；
（3）利用图2中c条件下合成氨（容积固定）。已知化学平衡常数K与温度(T)的关系如下表:

①试确定K1的相对大小，K1______4.1x106(填写“>”“-”或“<”）
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的 是______(填序号字母）。
A．容器内NH3的浓度保持不变  B．2v(N2)(正）=v(H2)(逆）
C．容器内压强保持不变   D．混合气体的密度保持不变
（4）①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示 )______。
②250C时，将pH=x氨水与pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是
A．[SO42-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
B．[NH4+]>[SO42-]>[OH-]>[H+]
C．[NH4+]+[H+]>[OH-]+[SO42-]
D．[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-]
(12分)
（1）4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)△H=-(2b+c-2a)kJ·mol(2分)
或4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)△H=(2a-2b-c)kJ·mol等
（2）①40%(2分)
②升高温度(1分)；因为加入催化剂能缩短达到平衡的时间，但化学平衡不移动，所以b、a两条件下达到平衡是N2的浓度相同（或其他合理答案）(2分)。
（3）<(1分)；AC(2分)；
（4）①NH+4+H2O=NH3·H2O+H+(2分)
②BC(2分)

试题分析：。
（1）根据题干信息可以得到：①式NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-（b-a）kJ·mol，结合②式：2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1（c>0），由①×2+②得CO将NO2还原至N2时的热化学方程式：4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)△H=-(2b+c-2a)kJ·mol
（2）①平衡时氮气的浓度为0.06mol/L，转化的量为0.04mol/L，根据计量数之比H2转化的量为0.12mol/L，H2的转化率为0.12mol/L÷0.30mol/L×100%=40%；②升高温度合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0为放热反应，氮气的转化率下降，缩短了到达平衡的时间，有可能。因为加入催化剂能缩短达到平衡的时间，但化学平衡不移动，所以b、a两条件下达到平衡使N2的浓度相同。
（3）①合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K会减小；②平衡时，各物质的量不变，所以A.容器内NH3的浓度保持不变，正确。C.容器内压强保持不变，正确。B.3v(N2)(正）=v(H2)(逆），错误。D.由于是恒容容器，总质量、总体积均不变，混合气体的密度保持不变，错误。
（4）①NH4Cl的水解：NH4++H2O=NH3·H2O+H+；②，由x+y=14，氨水少量电离的OH-能与硫酸完全电离出的H+，说明氨水要远多于硫酸，等体积混合后溶液一定呈碱性[H+]<[OH-]，结合电荷守恒式：
[NH4+]+[H+]=[OH-]+2[SO42-]，可知BC正确。
练习册系列答案
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已知：
A．-393.5kJ/molB．-679.3 kJ/molC．-787 k J/mol D．+180.9 kJ/mol
硫单质有两种常见的同素异形体：单斜硫和正交硫。已知常温常压下：
① S (s，单斜)+O2 (g)→SO2 (g)+297.16kJ；
② S (s，正交)+O2 (g)→SO2 (g)+296.83kJ
下列说法正确的是
A．常温常压下单斜硫比正交硫稳定
B．单斜硫转变为正交硫的能量变化可用下图表示
C．S(g)+O2(g)→SO2(g)+Q3 Q3>296.83kJ
D．反应①中生成1 L SO2 (g)放出297.16kJ热量
氮可以形成多种化合物，如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
（1）已知：N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)            △H=" +" 50.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)            △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)     △H=     kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是   。
③用次氯酸钠氧化氨，可以得到N2H4的稀溶液，该反应的化学方程式是   。
（2）采矿废液中的CN-可用H2O2处理。已知：H2SO4=H++ HSO4-   HSO4-H++ SO42-
用铂电极电解硫酸氢钾溶液，在阳极上生成S2O82-，S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   。
（3）氧化镁处理含的废水会发生如下反应：
MgO+H2OMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。
①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前，升高温度氮去除率增大的原因是   。

②剩余的氧化镁，不会对废水形成二次污染，理由是   。
（4）滴定法测废水中的氨氮含量（氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中）步骤如下：①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中，再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性，再加入氧化镁使水样呈微碱性，加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3＝(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中，加入2滴指示剂，用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O＝(NH4)2SO4+4H3BO3]，记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是   mg·L-1（用含c、V的表达式表示）。
1）一种新型锂电池是将化学式为Li4Ti5O12的物质作为电池的正极材料，在放电的过程中变为化学式为Li4Ti5O12的物质。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为        ，锂电池的突出优点是        。
②该锂电池是一种二次电池，放电时的负极反应式为            ，充电时的阳极反应式为        。
（2）用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO2试样中的TiO2的质量分数：在一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作为指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为           。
②滴定终点的现象是           。
③滴定分析时，称取TiO2试样0．2g，消耗0.1mol·L-1 NH4Fe（SO4）2栎准溶液20ml．则TiO2的质量分数为____           。
④若在滴定终点，读取滴定管刻度时，俯视标准溶液的液面，使其测定结果        （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）o
（3）已知：

则TiCl4（I）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=       KJ·mol-1。
研究NO2．SO2．CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO2可用水吸收，也可用NH3处理，也可用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)     △H＝－1160 kJ·mol－1
若用标准状况下2．24L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ。 
（2）已知：2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)  ?H=-196．6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ?H=-113．0 kJ·mol-1
（ⅰ）则反应NO2(g)+SO2 (g) SO3(g)+NO(g)的?H=           kJ·mol-1。
（ⅱ）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
A．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2     B．体系压强保持不变
C．混合气体颜色保持不变                   D． SO3和NO的体积比保持不变
（ⅲ）某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图（左）所示。
平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”．“＜”或“＝”）
   
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图（右）所示。该反应?H      0（填“>”或“ <”）。
一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H
（1）已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ?mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ?mol—1
则反应热ΔH=          kJ?mol－1。
（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时       （填Fe2O3、NiO或Cr2O3）作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是              。

（3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时，SO2转化率的预期变化曲线。
（4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol?L－1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO32－)降至0.2mol?L－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3－)约为______mol?L－1；
②此时溶液pH=______。（已知该温度下SO32—+H+HSO3—的平衡常数K="8.0" × 106 L?mol－1，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）
工业上以NH3为原料经过一系列反应可以得到HNO3。
（1）工业上NH3的催化氧化反应方程式为       ；为了尽可能多地实现向的转化，请你提出一条可行性建议      。
（2）将工业废气NO与CO混合，经三元催化剂转化器处理如下：2CO+2NO2CO2+N2。
已知：
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.0kJ·mol-1
三元催化剂转化器中发生反应的热化学方程式为         ；
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度部分数据记录如下：
时间/s
0
2
3
4
c(NO)/mol·L-1
1.00×10-3
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
C(CO)/mol·L-1
 

2.70×10-3
 
   
①前2s内的平均反应速率v(CO)=     ；
②在该温度下，反应的平衡常数K=       ；
③假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高CO转化率的是    
A．选用更有效的催化剂   B．恒容下充入Ar
C．适当降低反应体系的温度   D．缩小容器的体积
由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：
                                  。若1g水蒸气转化为液态水放热2.44kJ，则反应2H2(g)＋O2(g)= 2H2O(l) 的△H＝         kJ?mol-1。

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