题目内容

（10分）硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：
（1）以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下，在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的，则N2的转化率       ；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N=的转化率为，则        （‘填“>”、“<”或“=”）。
（2）用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：
4NH3+5O24NO+6H2O    4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上需要加水的质量为  
吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）
（3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。若在标准状况下有NO、NO2的混合气体（不考虑N2O4）恰好与50mL 1．0 mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全，且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?（请写出计算过程）   

（1）12．5％或1／8、>（4分，每空2分）   （2）9（3分）
（2）解析：由反应4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3得：
NH3+2O2=HNO3+H2O，3.4吨液氨产生的硝酸为12.6吨，水为3.6吨，则理论上需加水的质量为为：126.t/50%-(12.6+3.6)t=9t
（3）（3分）由反应转化关系知，反应过程中钠元素守恒，设NaNO2和NaNO3的物质的量分别为4a mol和a mol，则4a+a=50mL×10-3mL·L-1×1．0 mol·L-1×2，解得：a=0．02 mol，于是，推出NO、NO2的物质的量分虽为：0．03 mol、0．07 mol，即：NO所占的体积分数为30％。
略
练习册系列答案
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（1）合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图甲所示。

①X的化学式为__________，属于________（填“极性”或“非极性”）分子。
②图甲中条件选定的主要原因是（选填字母序号，下同）________。
A．温度、压强对化学平衡的影响
B．铁触媒在该温度时活性大
C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
③改变反应条件，会使平衡发生移动。图乙表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是________，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是__________。
（2）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电。
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆反应：
___________________________________________________________________。
②氨水中水电离出的c(H+)___________10－7 mol/L（填“>”、“<”或“=”）。
③将氨水和盐酸混合后，某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：
A．c(Cl－)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH－)           B．c(Cl－)＞c(NH4+)＞c(OH－)＞c(H+)
C．c(Cl－)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH－)           D．c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H+)
Ⅰ、若溶液中只溶解了一种溶质，该溶质的名称是             ，上述离子浓度大小顺序关系中正确的是（选填序号）                        。
Ⅱ、若上述关系中C是正确的，则溶液中溶质的化学式是                   。
Ⅲ、若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前
c（HCl）            c（NH3·H2O）（填“>”、“<”、或“=”，下同），混合后溶液中c（NH4+）与c（Cl－）的关系c（NH4+）           c（Cl－）。
（3）氨气具有还原性，在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成X和Y两种物质。X为铵盐，Y在标准状况下为气态。在此反应中，若每反应1体积氨气，同时反应0.75体积氟气；若每反应8.96 L氨气(标准状况)，同时生成0.3 mol X。
①写出氨气和氟气反应的化学方程式： ___________________________________。
②在标准状况下，每生成1 mol Y，转移电子的物质的量为___________mol。
（4）已知液态NH3与H2O相似，也可以发生微弱的电离，电离出含有相同电子数的微粒，则液态NH3的电离方程式为：                                         
（16分）

（1）合成氨反应反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡     移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂      反应的ΔH（填“增大”“减小”或“不改变”）。
（2）已知：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=－543kJ·mol－1
  H2（g）+F2（g）=HF（g）；△H=－269kJ·mol－1
H2（g）+O2（g）=H2O（g）；△H=－242kJ·mol－1
则反应 N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF（g）的H="_____________" kJ·mol-1。
（3）已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11,KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20。在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCL2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为______。
（4）在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH4+）=c（Cl-），则溶液显_____________性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示此时溶液中NH3·H2O的物质的量浓度__________ mol·L-1。（说明：溶液的体积可以直接相加）
已知反应①、②是化工生产中的两个重要反应
①甲溶液 A + B + C
②乙经过粉碎后在沸腾炉中燃烧，得到D和E
其中，A、D在常温常压下为刺激性气味气体，C为无色无味气体。请回答：
（1）A的电子式是              。    
（2）将A通入B的溶液中，反应的离子方程式是               。
（3）1 g C在A中燃烧时放出92.3 kJ的热量，该反应的热化学方程式是          。
（4）工业上可利用E为原料冶炼其中所含的金属，方法是                。
（5）化工生产②中第二步、第三步用到的设备名称分别为        、        。第二步采用的反应条件为                          。
（6）将A和D按物质的量1:1通入下列装置中：

该过程中的化学方程式是: _______________________。
上述实验装置设计不完整，请将所缺部分在装置图的右边方框中画出。
（7）一定条件下，将12 g乙放入过量的的浓硝酸中，反应过程中转移1.5 mol电子，该反应的离子方程式是             。  
（12分）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)3NH3(g) △H＝－92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂－铁触媒，温度－400～500℃，压强－30～50MPa。回答下列问题：
（1）将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气：
C(s) + H2O(g)  H2(g) + CO(g)  △H =" +131.3" kJ ，△S =" +133.7" J/K
该反应在低温下能否自发                    （填：能或否）。
（2）合成氨工业中原料气压缩到30～50MPa的原因是                                。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是                                        。
（3）已知在400℃时，N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃时， 2NH3(g)N2 (g)+ 3H2(g)的K=            （填数值）。
②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N2)正            V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）。
③500℃、50MPa时，在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K＝                  。
④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是           （填序号）。
A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P1＞P2
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2
D．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能：1＞2
下列不需要用到二氧化硅的是
A．光导纤维B．计算机芯片C．石英钟表D．玛瑙手镯
下列有关化学与生活的说法不正确的是
A．采用原煤脱硫技术，可减少燃煤产生的SO2
B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可用作木材防腐剂
C．水晶既不溶于水也不溶于任何酸
D．水泥、玻璃都是硅酸盐制品
为研究和开发天然食用色素。某研究小组取等量相同品种的红枣，采用溶剂提取红枣中部分红色素，用紫外光谱仪测定不同温度下提取液的吸光度，实验结果见右图。已知吸光度越大，红色素含量越高。下列分析较合理的是
A．20℃时，红枣中红色素含量最低
B．吸光度越大，红枣中红色素含量越高C．红色素可能在较高温度下不稳定
D．温度越高，提取液中红色素含量越高
目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是
A．硬水的软化B．电解饱和食盐水制造NaOH
C．电渗析淡化海水D．海水中提取金属Mg

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