Question

【题目】氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题：

Ⅰ．（1）氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应	大气固氮 N2（g）+O2（g）2NO（g）		工业固氮 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.8×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于_____（填“吸热”或“放热”）反应。

②分析数据可知；人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_____。

（2）NaNO2是一种食品添加剂（有毒性，市场上常误与食盐混淆）。可用酸性KMnO4溶液检验，完成其反应的离子方程式。MnO＋NO＋_____=Mn2+＋NO＋H2O。

（3）工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为： 2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l） △H＜0。T1℃时，在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）= x，如图是CO2平衡转化率（α）与氨碳比（x）的关系。

其它条件不变时，α随着x/span>增大而增大的原因是____；图中的B点处NH3的平衡转化率为____。

II.（4）红磷P（s）和Cl2 （g）发生反应生成PCl3（g）和 PCl5（g），反应过程如下。

2P（s） + 3Cl2（g）=2PCl3（g） △H1=-612 kJ· mol-1

2P（s） + 5Cl2（g）=2PCl5（g） △H2=-798 kJ· mol-1

气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为________。

（5）直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的，常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为（NH4）（n+2）PnOx，x=___（用n表示）。

（6）一定温度下，向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，先生成__沉淀（填化学式）；当测得溶液中钙离子沉淀完全（浓度小于10－5 mol·L－1）时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c = ______mol·L-1。（已知：Ksp[Mg3（PO4）2] =6.0×10-29，Ksp[Ca3（PO4）2]=6.0×10－26。）

Answer 1

【答案】吸热 K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产； 2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O x增大，相当于c（NH3）增大，CO2转化率增大 25% PCl5（g） PCl3（g） + Cl2（g） △H = +93 kJ·mol－1 3n+1 Mg3（PO4）2 10－6

【解析】

Ⅰ(1)①由表格数据可知，温度越高，K越大，说明升高温度，平衡正移，则正反应方向为吸热反应；

②由表格数据可知，2000℃时，K=0.1，K值很小，则转化率很小，不适合大规模生产，所以人类不适合大规模模拟大气固氮；

故答案为：K值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产；

(2)NaNO2可用酸性KMnO4溶液检验，根据氧化还原反应相关配平原则，遵守质量守恒定律、电荷守恒定律，可以推出反应方程式为：2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O；

(3)工业以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]：2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l） △H＜0，CO2平衡转化率（α）随（氨碳比）= x的变化如图所示，氨碳比（x）越大，相当于增大，故平衡正向移动，CO2平衡转化率（α）随之增大；B点对应=4，且反应后CO2转化率为50%，物质的转化量之比与化学计量数呈比例关系，假设投料：=4X，则=x，又二氧化碳转化0.5x，氨气转化的是二氧化碳的2倍，故氨气转化x，氨气的转化率为：；

故答案为：x增大，相当于c（NH3）增大，CO2转化率增大；25%；

II(4)根据盖斯定律及热化学方程式的书写原则，第一个反应减去第二个反应可得出气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为：2PCl5（g） 2PCl3（g）+2 Cl2（g） △H = +186 kJ·mol－1；简化后为：PCl5（g） PCl3（g） + Cl（g） △H = +93 kJ·mol－1；

(5)已知直链低聚磷酸铵的化学式可表示为（NH4）（n+2）PnOx，根据化学式的书写原则，化学式的总化合价为0，铵根的化合价为+1，又氧元素为-2价，PnOx的总化合价为-（n+2）价，可以列式：，可得x=3n+1；

(6)Ca3（PO4）2与Mg3（PO4）2是同类型沉淀，已知：Ksp[Mg3（PO4）2] =6.0×10-29，Ksp[Ca3（PO4）2]=6.0×10－26，故一定温度下，向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，溶度积常数小的先生成沉淀，先生成Mg3（PO4）2沉淀；当测得溶液中钙离子沉淀完全，则钙离子浓度为10－5mol·L－1，根据Ca3（PO4）2沉淀溶解平衡可知：，则在Mg3（PO4）2沉淀溶解平衡中：，则。