题目内容

4．大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除（即脱硝）后才能排放，脱硝的方法有多种．
完成下列填空：
Ⅰ直接脱硝
（1）NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气．在10L密闭容器中，NO经直接脱硝反应时，其物质的量变化如图1所示．则0～5min内氧气的平均反应速率为0.015mol/（L•min）．

Ⅱ臭氧脱硝
（2）O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3，此时O3与NO的物质的量之比为1：2．
Ⅲ氨气脱硝
（3）实验室制取纯净的氨气，除了氯化铵外，还需要熟（消）石灰、碱石灰（填写试剂名称）．不使用碳酸铵的原因是（NH4）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CO2↑+2H2O（用化学方程式表示）．
（4）吸收氨气时，常使用防倒吸装置，图2装置不能达到此目的是d．

NH3脱除烟气中NO的原理如图3：

（5）该脱硝原理中，NO最终转化为N2（填化学式）和H2O．当消耗1mol NH3和0.25mol O2时，除去的NO在标准状况下的体积为22.4L．

分析 （1）图象得到NO物质的量变化，计算得到氧气物质的量变化，结合化学反应速率概念计算V=$\frac{△c}{△t}$；
（2）O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3，反应的化学方程式为：O3+2NO+H2O=2HNO3；
（3）实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成，氨气是碱性气体，干燥需要碱性干燥剂，不使用碳酸铵的原因是碳酸铵加热生成氨气同时会生成二氧化碳气体；
（4）氨气极易溶于水，在水溶液中易发生倒吸，根据气体压强的知识进行分析；
（5）①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水；
②根据氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量计算．

解答 解：（1）在10L密闭容器中，NO经直接脱硝反应时，其物质的量变化如图1所示，NO在5min内变化物质的量8.0mol-6.5mol=1.5mol，NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气，2NO=O2+N2，生成氧气物质的量0.75mol，则0～5min内氧气的平均反应速率=$\frac{\frac{0.75mol}{10L}}{5min}$=0.015mol/L•min，
故答案为：0.015；
（2）O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3，反应的化学方程式为：O3+2NO+H2O=2HNO3，此时O3与NO的物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2；
（3）实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成，氨气是碱性气体，干燥需要碱性干燥剂，实验室制取纯净的氨气，除了氯化铵外，还需要消（熟）石灰、碱石灰，不使用碳酸铵的原因是碳酸铵加热生成氨气同时会生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为：（NH4）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CO2↑+2H2O，
故答案为：消（熟）石灰、碱石灰；（NH4）2CO3→2NH3↑+CO2↑+2H2O；
（4）装置abc中都有一个容积较大的仪器，它们能够吸收较多的液体，从而不会使倒吸的液体进入前面的装置，可以防止倒吸，d中导气管插入到水中，氨气极易溶于水，易引起倒吸，不能防倒吸，应是四氯化碳在下层，水在上层，防止倒吸且能吸收氨气，故答案为：d；
（5）①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；
故答案为：N2；
②氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，2mol NH3转化为N2失去6mol电子，0.25mol O2得到1mol电子，则NO转化为N2得到的电子为2mol，所以NO的物质的量为1mol，其体积为22.4L；
故答案为：22.4L．

点评 本题考查了氮及其化合物性质的分析、化学方程式书写、实验装置的理解、氧化还原反应电子守恒的计算等知识点，题目难度中等．

练习册系列答案
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14．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法中不正确的是（　　）
XY
ZWQ
A．由Y与W形成的氧化物溶于水一定是强酸
B．X与Y能形成两种常见的化合物
C．Z与Q形成的物质能与H2在一定条件下反应
D．X和Y均存在同素异形体
15．己知A、B、C、D的原子序数都不超过18，它们的离子aA（n+l）+、bBn+、．cC（n+l）-、dDn-均具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（　　）
A．原子序数：a＞b＞c＞dB．离子半径：C（n+1）-＞Dn-＞A（n+1）+＞Bn+
C．单质还原性：B＞A，氧化性：D＞CD．原子半径：A＞B＞C＞D
12．有机物N的结构中含有三个六元环，其合成路线如下：

已知：①RCH=CH2+CH2=CHR′$\stackrel{催化剂}{→}$CH2=CH2+RCH=CHR′
请回答下列问题：
（1）F分子中含氧官能团的名称为羧基．B的结构简式为．
（2）G→H的化学方程式+2NaOH $→_{△}^{水}$+NaCl+H2O．其反应类型为水解反应、中和反应．
（3）D在一定条件下能合成高分子化合物，该反应的化学方程式．
（4）A 在5000C和Cl2存在下生成，而不是或的原因是因为该条件下与双键相连的甲基上的氢原子更易取代．
（5）E的同分异构体中能使FeCl3溶液显色的有9种．
（6）N的结构简式为．
19．大多数金属硫化物难溶于水，可溶于硝酸．例如：
①FeS+HNO3（稀）→Fe（NO3）3+NO↑+S↓+H2O（未配平）
②CuS+HNO3（浓）→CuSO4+NO2↑+H2O（未配平）
（1）配平反应②的方程式：
1CuS+8HNO3（浓）→1CuSO4+8NO2↑+4H2O
（2）反应①中若生成3.2g硫，则电子转移0.3NA或1.806×1023个．
（3）由反应①和②是否能够判断稀硝酸与浓硝酸的氧化性强弱？并说明判断依据．能；反应①中稀硝酸将-2价的硫氧化到了低价态，而反应②中浓硝酸将-2价的硫氧化到了高价态．
（4）反应①和②所涉及的4种非金属元素中，原子半径由大到小的顺序是S＞N＞O＞H；未成对电子最多的原子核外电子排布式为1s22s22p3．下列描述，不能用来比较硫、氮两种元素的非金属性强弱的是ac．
a．单质与氧气化合的难易程度   b．气态氢化物的稳定性
c．含氧酸的酸性强弱    d．S4N4中共用电子对的偏向
（5）写出 ①NO ②S ③H2O ④NO2 四种物质的沸点由高到低的顺序（用编号回答）②＞③＞④＞①．若要判断NO2分子的极性，你所需要的信息是NO2分子的空间结构（或：NO2分子中正负电荷中心是否重合）．
9．X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素．X和R属同族元素；Z和U位于第VII A族；X和Z可形成化合物XZ4；Q原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃．
完成下列填空：
（1）R原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2；X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HNO3；Z的氢化物的水溶液可用于雕刻玻璃；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是Si＞Mg＞Cl2．
（2）CuSO4能用作T4中毒的解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是10CuSO4+P4+16H2O→4H3PO4+10Cu+10H2SO4．
在pH为4～5的环境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+几乎完全沉淀．工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80℃左右，再慢慢加入粗氧化铜（含FeO），充分搅拌使之溶解．
（3）除去该溶液中杂质离子的方法是在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为4～5．
碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键C-CC-HSi-SiSi-H
键能（KJ/mol）356413226318
（4）硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是硅烷中的Si-Si键和Si-H键的键能小于烷烃分子中C-C键和C-H键的键能，稳定性差，易断裂，导致长链硅烷难以形成．
第三周期部分元素氟化物的熔点如下：
氟化物NaFMgF2SiF4
熔点/K12661534183
（5）表中三种氟化物熔点差异的原因是NaF与MgF2为离子晶体，而SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高；又因为Mg2+的半径小于Na+的半径，所以MgF2中离子键的强度大于NaF中离子键的强度，故MgF2的熔点高于NaF．
16．CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气．
（1）用甲烷与水蒸气制备合成气，每生成1mol合成气，需要供给51.5kJ热量．该反应的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206KJ/mol．
（2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O（g），发生反应：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）．测得CH4和H2的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
浓度（mol/L）
物质
时间/min		01234
CH40.20.130.10.10.09
H200.210.30.30.33
①该反应第一次达平衡时的平衡常数K=0.135．
②3min时改变的反应条件是升高温度或增大H2O（g）的浓度或减小CO的浓度（只填一种条件的改变即可）．
（3）已知一定压强下，温度、投料比X[$\frac{n（C{H}_{4}）}{n（{H}_{2}O）}$]对该反应的影响如图所示．图中的两条曲线所示投料比的关系X1＞X2（填“=”、“＞”或“＜”）．
13．能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为2l世纪的新型燃料．工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化图．

请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线b（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）根据“图2”判断，下列说法不正确的是AB．
A．起始充入的CO为1mol           B．增加CO浓度，CO的转化率增大
C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（CO）}$会增大
（3）从反应开始到建立平衡，v（H2）=0.15mol/（L•min）；该温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的化学平衡常数为12．若保持其他条件不变，向平衡体系中再充入0.5mol CO、lmolH2、1.5molCH3OH，此反应进行的方向为正反应方向（填“正反应方向”或“逆反应方向）”．
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出p1、p2，且p1＞p2）．
（5）科学家常用量热剂来直接测定某一反应的反应热，现测得：CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2
（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol，又知H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，请写出32g的CH3OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-280.9kJ/mol．
14．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大．W、Z同族，Y、Z相邻，W、Y、Z三种元素原子的最外层电子数之和为11，X原子最外层电子数等于最内层电子数的一半．下列叙述正确的是（　　）
A．金属性：X＜Y
B．原子半径：Y＞Z
C．最简单氢化物的热稳定性：Z＞W
D．Y元素氧化物不溶于X元素最高价氧化物对应水化物的水溶液

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