题目内容

14．有关物质的转化关系如图所示（部分物质和条件已略去）．A、B、D是无色气体，G是红棕色气体，C是年产量最高的金属单质．请回答下列问题：

（1）元素B在周期表中的位置为第二周期第ⅥA族．
（2）A的电子式为、E的结构式H-O-H、F的化学式为Fe3O4．
（3）写出A与B反应的化学方程式4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（4）C单质与过量H的稀溶液反应，也生成I，写出反应的离子方程式Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O．

分析 C是年产量最高的金属，则C为Fe，G是红棕色气体，则G为NO2，A、B、D是无色气体，为A与B反应得到D和E，且B与D反应得到NO2，可推知A为NH3、B为O2、D为NO、E为H2O，二氧化氮与水反应生成NO与硝酸，故H为HNO3，Fe在氧气燃烧生成F为Fe3O4，四氧化三铁与硝酸反应生成硝酸铁、氮的氧化物与水，故I为硝酸铁，据此解答．

解答 解：C是年产量最高的金属，则C为Fe，G是红棕色气体，则G为NO2，A、B、D是无色气体，为A与B反应得到D和E，且B与D反应得到NO2，可推知A为NH3、B为O2、D为NO、E为H2O，二氧化氮与水反应生成NO与硝酸，故H为HNO3，Fe在氧气燃烧生成F为Fe3O4，四氧化三铁与硝酸反应生成硝酸铁、氮的氧化物与水，故I为硝酸铁，
（1）由上述分析可知，B为氧气，氧元素位于周期表中的第二周期第ⅥA族，故答案为：第二周期第ⅥA族；
（2）A为NH3，其电子式为，E为水，水分子的结构简式为H-O-H，F为四氧化三铁，化学式为：Fe3O4，故答案为：，H-O-H，Fe3O4；
（3）A与B反应是氨气的催化氧化反应生成水与NO，反应的化学方程式为：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O
，故答案为：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O；
（4）C单质为Fe与过量H为HNO3的稀溶液反应，生成I为硝酸铁，反应的离子方程式为：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O．

点评 本题考查无机物推断，涉及Fe、N元素化合物性质，G的颜色是推断突破口，再结合转化关系进行推断验证，难度不大．

练习册系列答案
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17．元素在周期表中的位置，能反映原子结构和元素的化学性质，下列有关说法正确的是（　　）
A．由长、短周期元素共同组成的元素族称为主族 （除零族外）
B．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
C．短周期元素原子形成简单离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构
D．互为同位素的不同核素，物理性质和化学性质都不同
5．氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种．
（1）利用甲烷催化还原氮氧化物．已知：
    ①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol
    ②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol
  则CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol．
（2）利用NH3催化还原氮氧化物的技术叫SCR技术，该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应的化学方程式为2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2N2（g）+3H2O（g）△H＜0．为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等（写出一条即可）．
（3）利用ClO2氧化氮氧化物，其转化流程如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO2$→_{反应Ⅱ}^{Na2SO3}$N2．已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4；若生成11.2LN2（标准状况），则消耗ClO267.5g．
（4）用活性碳还原法处理氮氧化物，有关反应为C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H，某研究小组向某密闭容器内加入一定量的活性碳和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度下：
浓度/mol．L-1NON2CO2
时间/min
00.10000
100.0580.0210.021
200.0400.300.030
300.0400.300.030
400.0320.0340.017
500.0320.0340.017
①T3℃时，该反应的平衡常数K=0.56（保留两位小数）．
②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是减少CO2浓度．
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
2．氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，请回答下列问题
（1）基态B原子的电子排布式为1s22s22p1；B和N相比，电负性较大的是N，BN中B元素的化合价为+3；
（2）在BF3分子中，F-B-F的键角是120°，B原子的杂化轨道类型为sp2，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体结构为正四面体；
（3）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为极性键，层间作用力为分子间作用力；
（4）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4个硼原子，立方氮化硼的密度是$\frac{100}{（361.5×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g•cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）．
9．对于化学反应3W（g）+2X（g）═4Y（g）+3Z（g），下列反应速率关系中，正确的是（　　）
A．v（X）=v（Y）B．3v（W）=2v（X）C．2v（X）=v（Y）D．2v（X）=3v（Z）
19．已两种气态烃以任意比例混合，在105℃时，1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧，恢复到原状态，所得气体仍为10L，则这两种烃不可能是（　　）
A．CH4和C2H4B．CH4和C3H6C．C2H4和C3H4D．C2H2和C3H6
6．工业合成氨的反应：N2+3H2?2NH3是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂．已知形成1  mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键放出的能量分别为436kJ、391kJ、946kJ．则：
（1）若1mol N2完全反应生成NH3可放出（填“吸收”或“放出”）热量92kJ．
（2）如果将1mol N2和3mol H2混合，在一定条件下使其充分反应，反应放出的热量总小于上述数值，其原因是合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化．
（3）实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器中进行，一定条件下，当合成氨反应达到化学平衡时，下列说法正确的是aef．
a．正反应速率和逆反应速率相等        
b．正反应速率最大，逆反应速率为0
c．N2和H2的浓度相等                  
d．N2、H2和NH3的体积分数相等
e．容器中混合气体的密度保持不变       
f．容器内的压强保持不变．
3．下列各种气体中，其中易液化，遇挥发性酸时冒白烟，而且适宜作致冷剂的是（　　）
A．N2B．NOC．NH3D．NO2?
4．氨是重要的化工原料，可以制尿素等多种产品．
（1）合成氨所用的氢气可以甲烷为原料制得，有关化学反应的能量变化如图1所示．
CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=+161.1kJ•mol-1．
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合亚铜溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：
[Cu（NH3）2CH3COO]（l）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]CH3COO•CO（l）；△H＜0
吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是B．（填写选项编号）
A．高温、高压　 　B．高温、低压　　 C．低温、低压　　　　D．低温、高压
（3）氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（1）+H2O（g）△H＜0．某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K为2500L2•mol-2．
（4）取两个相同的恒容容器，保持相同温度，并加入等量的CO2气体，根据实验数据绘制出c（NH3）随时间（t）变化的曲线如图2所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则A（填“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是A曲线起始浓度小，但在20min时间内反应速率快，说明其温度高．
（5）已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如下表：
弱电解质H2CO3NH3•H2O
电离平衡常数Ka1=4.30×10-7　　　　Ka2=5.61×10-11Kb=1.77×10-5
现有常温下0.1mol•L-1的（NH4）2CO3溶液，
①该溶液呈碱性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是由于NH3•H2O的电离平衡常数大于HCO3-的电离平衡常数，因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度，溶液中c（OH-）＞c（H+），溶液呈碱性．
②该（NH4）2CO3溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是B．　
A、c（NH4+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（NH3•H2O）
B、c（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+c（CO32-）
C、c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1mol•L-1
D、c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）

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