题目内容

【题目】碳、氮及其化合物与生活密切相关。请根据要求回答下列问题:

(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。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

③H2O(g)=H2O(l) △H= —44kJ/mol

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式_________

(2)已知:反应I:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H<0

反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H<0

①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是___(填字母序号)。

A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大

B.若测得容器内3v(NH3)=2v (H2O)时,说明反应已达平衡

C.通入一定量的氮气,则化学反应速率增大

D.达到平衡时体系的压强不再变化

②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在低温时选择反应_____(填“I”或“II”)。

③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=_______(只需列出数字计算式,无需化简)。恒压容器中,为了提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______(填字母序号)

A.降低反应温度 B. 投料比不变,增加反应物的浓度

C.增大NH3和O2的初始投料比 D. 充入一定量的氦气

(3)己知25℃时HCN和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:

物质

电离常数(Ka)

HCN

Ka=5×10-10

H2CO3

Ka1=4.5×10-7;Ka2=4.7×10-11

25℃时,测得等体积等浓度的HCN和NaCN的混合溶液pH=11,则c(Na+)、c(H+)、c(CN)、c(OH)、c(HCN)浓度由大到小顺序为______,向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的化学方程式为:______________________

【答案】 CH4(g)+2NO2(g) === N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H= -955 kJ/mol D II K= AD c(HCN)>c(Na+)>c(CN)>c(OH)>c(H+) NaCN+ CO2+ H2O ===HCN+ NaHCO3

【解析】(1)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

③H2O(g)=H2O(l) △H= —44kJ/mol

根据盖斯定律,由×①+×②+2×③得反应CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=×(—574kJ/mol)+×(—1160kJ/mol)+2×(—44kJ/mol)=-955 kJ/mol;(2) ①A.恒容条件下增大压强向气体体积缩小的逆反应方向移动, Kp减小,选项A错误;B.若测得容器内3v(NH3)=2v (H2O)时,没有说明正逆反应速率,无法确定正逆反应速率相等,故不能说明反应已达平衡,选项B错误;C.通入一定量的氮气,对于反应I各反应物的浓度不变,则化学反应速率不变,选项C错误;D.达到平衡时各气体的物质的量不变,体系的压强不再变化,选项D正确。答案选D;②该催化剂在低温时生成的氮气较少,故选择反应II;③NO和N2的平衡浓度是0.2mol/L,NH3的平衡浓度是(1-0.2×3)mol/L=0.4mol/L,O2的平衡浓度是(2-0.2×-1.5×2)mol/L=1.45mol/L,水的平衡浓度是(0.2×1.5+0.2×3)mol/L=0.9mol/L,所以K=;A、该反应△H<0,降低温度平衡右移,转化率提高,选项A正确;B、相当于增大压强,平衡左移,转化率降低,选项B错误;C、增大NH3和O2的初始投料比,氨气的转化率反而降低,选项C错误;D、充入一定量的氦气,恒压条件下,容器体积增大,反应物的分压减小,平衡向气体体积增大的方向移动,转化率增大,选项D正确。答案选AD;(3)25℃时,测得等体积等浓度的HCN和NaCN的混合溶液pH=11,则HCN的电离小于NaCN的水解,c(Na+)、c(H+)、c(CN)、c(OH)、c(HCN)浓度由大到小顺序为c(HCN)>c(Na+)>c(CN)>c(OH)>c(H+);电离常数越大,则说明该酸酸性越强。由表数据可知,酸性比较:H2CO3 >HCN>HCO3- ,所以根据强酸制弱酸原理,往NaCN溶液中通入少量CO2 发生的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3

练习册系列答案
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回答下列问题:

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(2)加入A的目的是____(填字母)。

A.防止Fe2+被氧化 B.与Fe3+反应 C.防Fe2+水解

溶液II经操作II可得副产品FeSO4·7H2O,则操作II包括浓缩、冷却、__________

(3)常温下,若溶液II中Fe2+的浓度为0.49mol/L,为防止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超过_____。(已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17)

(4)钛酸煅烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s) TiO2(s)+H2O(g),上述工艺流程中,氯气与焦炭均足量时生成TiCl4的化学方程式为__________________________

(5)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:

方法一: 通过以下反应制备金属钛

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②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti

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从绿色化学角度,你认为上述两种方法中那种更好,并说明理由___________________________

【题目】碘对动植物的生命是极其重要的,海水里的碘化物和碘酸盐参与大多数海生物的新陈代谢。在高级哺乳动物中,碘以碘化氨基酸的形式集中在甲状腺内,缺乏碘会引起甲状腺肿大。

I.现要从工业含碘废液中回收碘单质(废液中含有H2O、油脂、I2、I)。设计如图一所示的实验过程:

(1)为了将含碘废液中的I2完全转化为I而进入水层,向含碘废液中加入了稍过量的A溶液,则A应该具有___________性。

(2)将在三颈烧瓶中反应完全后的溶液经过操作②获得碘单质,操作②包含多步操作,操作名称分别为萃取、__________,在操作②中必须用到下列所示的部分仪器或装置,这些仪器和装置是________________(填标号)。

(3)将操作①所得溶液放入图二所示的三颈烧瓶中,并用盐酸调至pH约为2,再缓慢通入适量Cl2,使其在30~40℃反应。写出其中发生反应的离子方程式________________;Cl2不能过量,因为过量的Cl2将I2氧化为IO3-,写出该反应的离子方程式__________

II.油脂的不饱和度可通过油脂与碘的加成反应测定,通常称为油脂的碘值。碘值越大,油脂的不饱和程度越高。碘值是指100g油脂所能吸收的I2的克数。称取xg某油脂,加入含ymol I2的韦氏溶液(韦氏溶液是碘值测定时使用的特殊试剂,含有CH3COOH),充分振荡;过量的I2用cmol/L Na2S2O3标准溶液滴定(淀粉作指示剂),消耗Na2S2O3溶液V mL(滴定反应为:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。回答下列问题:

(1)下列有关滴定的说法不正确的是________(填标号)。

A.标准Na2S2O3溶液应盛装在碱式滴定管中

B.滴定时眼睛只要注视滴定管中溶液体积的变化

C. 滴定终点时,俯视读数,导致测定结果偏低

D.滴定到溶液由无色变蓝色时应该立即停止滴定

(2)用该测定方法测定的碘值需要用相关的实验校正,因为所测得的碘值总比实际碘值低,原因是_______________________________________________

(3)该油脂的碘值为_____g(列式表示)。

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