题目内容

11．Cu与一定浓度的硝酸反应时，其方程式可表示为：Cu+HNO3→Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O
（1）硝酸在反应中体现了性和氧化性、酸性；
（2）0.3mol Cu被完全溶解后，如果得到的NO和NO2物质的量相同，则参加反应的硝酸的物质的量是多少？该NO和NO2混合气体的平均相对分子质量是多少？

分析 （1）根据硝酸反应生成硝酸盐及硝酸中N元素的化合价变化来分析；
（2）利用电子守恒来计算作氧化剂的硝酸的物质的量，作酸性和作氧化剂的物质的量之和为参加反应的硝酸的物质的量，0.3mol铜完全溶于硝酸失去电子为0.6mol，根据氧化还原反应规律，HNO3→NO2+NO，据此计算平均相对分子质量．

解答 解：（1）在该反应中硝酸反应生成硝酸盐，且硝酸中N元素的化合价降低，则作氧化剂，硝酸在反应中被还原，则对应的产物NO、NO2为还原产物，
故答案为：氧化性、酸；
（2）设NO的物质的量为n，得到的NO和NO2物质的量相同，由电子守恒可知，0.3mol×2=n×（5-2）+n×（5-4），解得n=0.15mol，则N原子守恒可知作氧化剂的硝酸为0.15mol+0.15mol=0.3mol，由Cu（NO3）2可知，作酸性的硝酸为0.3mol×2=0.6mol，则参加反应的硝酸的物质的量是0.3mol+0.6mol=0.9mol，NO的物质的量为0.15，NO2的物质的量为0.15mol，混合气体的平均相对分子质量为$\frac{0.15×30+0.15×46}{0.15+0.15}$=38，
答：参加反应的硝酸的物质的量是0.9mol；该NO和NO2混合气体的平均相对分子质量是38．

点评 本题考查氧化还原反应，明确反应中元素的化合价变化来分析氧化还原反应是关键，并利用电子守恒、质量守恒定律等来进行相关计算即可解答．

练习册系列答案
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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
2．碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关．
（1）C、CO、CO2在实际生产中有如下应用：
a．2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{电炉}$Si+2CO          
b.3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
c．C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2                  
d．CO2+CH4$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH3COOH
上述反应中，理论原子利用率最高的是d．可用碳酸钾溶液吸收b中生成的CO2，常温下，pH=10的碳酸钾溶液中水电离的OH-的物质的量浓度为1×10-4 mol•L-1，常温下，0.1mol•L-1KHCO3溶液的pH＞8，则溶液中c（H2CO3）＞c（CO32-）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2，查得资料如图1：

则：SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=-270kJ/mol．

（3）已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-94.4kJ•mol-1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示，各时间段最终均达平衡状态．
①在2L容器中发生反应，时段Ⅰ放出的热量为94.4kJ．
②25min时采取的某种措施是将NH3从反应体系中分离出去．
③时段Ⅲ条件下反应的平衡常数为2.37．（保留3位有数字）
（4）电化学降解N的原理如图3所示．电源正极为A（填“A”或“B”），阴极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O．
19．乙二醛（OHC-CHO）是一种重要的精细化工产品．
Ⅰ．工业生产乙二醛
（1）乙醛（CH3CHO）液相硝酸氧化法   在Cu（NO3）2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，反应的化学方程式为3CH3CHO+4HNO3$\stackrel{Cu（NO_{3}）_{2}}{→}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O．该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点是尾气有污染．
（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法
①已知：OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  K1
2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  K2
乙二醇气相氧化反应：HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g）的△H=-406kJ•mol-1．相同温度下，该反应的化学平衡常数K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$（用含K1、K2的代数式表示）．
②当原料气中氧醇比为1.35时，乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图1所示．反应温度在450～495℃之间和超过495℃时，乙二醛产率降低的主要原因分别是升高温度，主反应平衡逆向移动、温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物．
Ⅱ．乙二醛电解氧化制备乙醛酸（OHC-COOH）的生产装置如图2所示，通电后，阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸．
（3）阴极反应式为2H++2e-=H2↑
（4）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还增强溶液导电性．
（5）保持电流强度为a A，电解t min，制得乙醛酸m g，列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=$\frac{5mf}{111at}$%．
（设：法拉第常数为f C•mol-1；η=$\frac{生成目标产物消耗的电子数}{电极上通过的电子总数}$×100%
6．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H 1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H 2
①表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）．
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
由表中数据判断△H1＜0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%，此时的温度为250℃（从上表中选择）．
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H3=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l）△H=-442.8kJ•mol-1
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：
①该电池正极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
②该电池总反应的离子方程式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
③工作一段时间后，测得溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
16．（1）对于下列反应：2SO2+O2?2SO3，如果2min内SO2的浓度由6mol/L下降为2mol/L，那么，用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为2mol/（L•min），用O2浓度变化来表示的反应速率为1mol/（L•min）．如果开始时SO2浓度为4mol/L，2min后反应达平衡，若这段时间内v（O2）为0.5mol/（L•min），那么2min时SO2的浓度为2mol/L．
（2）图1表示在密闭容器中反应：2SO2+O2?2SO3△H=-198kJ/mol达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，a b过程中改变的条件可能是升温；b c过程中改变的条件可能是减小SO3浓度； 若增大压强时，反应速度变化情况画在c～d处．

（3）将1mol I2（g） 和2mol H2置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2（g）+H2（g）?2HI（g）；△H＜0，并达平衡．HI的体积分数w（HI）随时间变化如图2曲线（Ⅱ）所示：
若改变反应条件，在甲条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅰ） 所示，在乙条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅲ） 所示．则甲条件可能是③⑤，则乙条件可能是④．
（填入下列条件的序号）
①恒容条件下，升高温度；
②恒容条件下，降低温度；
③恒温条件下，缩小反应容器体积；
④恒温条件下，扩大反应容器体积；
⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂．
3．写出下列反应的离子方程式：
Ba（OH）2溶液和稀H2SO4溶液反应的离子方程式：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O；氧化镁和稀硫酸反应的离子方程式：MgO+2H+=Mg2++H2O．
20．有人设想用SO2制取少量硫酸，其装置如图所示：

①H+移向b极（填“a”或“b”），c极的电极名称是阳极，
②a极发生的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-．
③c极发生的电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O．
④标准状况下，A装置吸收3.36LSO2时，B装置中溶液最多减重12g．（装置中气体的溶解性忽略不计）
1．材料的不断发展可以促进社会进步．
①玻璃、陶瓷和水泥是常见的硅酸盐产品，其中制玻璃发生的主要反应为（写一个即可）Na2CO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑、CaCO3+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO3+CO2↑；
②高铁信息传输系统中使用了光导纤维．光导纤维的主要成分是c（填字母）．
a．铜    b．石墨    c．二氧化硅．

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