题目内容

5.以下物质间的每步转化,存在不能通过一步反应实现的是(  )
A.S→SO2→SO3→H2SO4B.Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
C.Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2D.N2→NO→NO2→HNO3

分析 A.硫与氧气反应生成二氧化硫,SO2在催化剂加热条件下生成三氧化硫,SO3和水反应生成硫酸;
B.Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁,氯化亚铁和碱反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化生成Fe(OH)3
C.Al2O3不溶于水;
D.N2在放电条件下与氧气反应生成NO,继续与氧气反应生成NO2,然后与水反应生成HNO3

解答 解:A.硫与氧气反应生成二氧化硫,2SO2+O2$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2SO3、SO3+H2O=H2SO4,所以能一步实现,故A不选;
B.Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,所以能一步实现,故B不选;
C.Al2O3不溶于水,所以不能一步实现转化为氢氧化铝,故C选;
D.可通过N2$\stackrel{放电}{→}$NO$\stackrel{氧气}{→}$NO2$\stackrel{水}{→}$HNO3,所以能一步实现,故D不选;
故选C.

点评 本题综合考查元素化合物知识,为高频考点,侧重于元素以及化合物的综合理解和运用的考查,注意知识的归纳和整理是关键,难度不大.

练习册系列答案
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10.碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其在空气中高温煅烧能生成Fe2O3.再将Fe2O3在一定条件下还原可得“纳米级”的金属铁,而“纳米级”的金属铁则可用于制造固体催化剂.
(1)已知25℃,101kPa时:
①CO2(g)=C(s)+O2(g)△H=+393kJ•mol-1
②铁及其化合物反应的焓变示意图如图1:

请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-260kJ•mol-1
(2)一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁.其反应为:Fe2O3(s)+3CH4(g)=2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)△H
①该反应的平衡常数K的表达式为$\frac{{c}^{3}(CO).{c}^{6}({H}_{2})}{{c}^{3}(C{H}_{4})}$.
②该反应在3L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8g,则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为0.03mol•L-1•min-1
③在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量Fe2O3,然后分别充入a mol CH4,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图2所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是III;上述反应的△H小于0(填“大于”或“小于”).
(3)还原的铁通过对N2、H2吸附和解吸可作为合成氨的固体催化剂.若用分别表示N2、H2、NH3和固体催化剂,则在固体催化剂表面合成氨的过程可用图表示:

①吸附后,能量状态最低的是C(填字母序号).
②由上述原理,在铁表面进行NH3的分解实验,发现分解速率与浓度关系如图3.从吸附和解吸过程分析,c0前速率增加的原因可能是随着气相NH3浓度的增加,催化剂的吸附率升高,固相NH3浓度增加,NH3的分解速率加快;c0后速率降低的原因可能是催化剂吸附达到饱和,同时不利于解吸,NH3的分解速率降低.

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