工业生产硝酸铵的流程如图1所示:(1)Ⅱ中.NH3和02在催化剂作用下反应.其化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．(2)工业上以NH3.CO2为原料生产尿素.该反应实际分两步进行:第一步:2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(g)△H=-272kJ•mol-1第二� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．工业生产硝酸铵的流程如图1所示：
（1）Ⅱ中，NH₃和0₂在催化剂作用下反应，其化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）工业上以NH₃、CO₂为原料生产尿素，该反应实际分两步进行：
第一步：2NH₃（g）+CO₂（g）═H₂NCOONH₄（g）△H=-272kJ•mol^-1
第二步：H₂NCOONH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+138kJ•mol^-1
写出工业上以NH₃、C0₂为原料合成尿素的热化学方程式2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（NH₂）₂ （s）△H=-134kJ/mol．
（3）工业上电解NO制备NH₄N0₃，其工作原理如图2所示，电解时阳极的电极反应式为NO₂-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，为使电解产物全部转化为NH₄N0₃，需补充物质A，A是NH₃．
（4）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，
当反应器中按n（N₂）：n（H₂）=l：3投料，分别在200C、400℃、600C下达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线如图3．
①曲线a对应的温度是200℃．
②上图中P、M、Q三点对应的平衡常数K的大关系为K（P）＞K（M）=K（Q）
③若N点时c（NH₃）=0.2mol．L^-l，
则K_（N）=0.93（保留两位有效数字）．

分析（1）NH₃和0₂在催化剂作用下反应生成NO和水；
（2）已知：①2NH₃（g）+CO₂（g）═H₂NCOONH₄（s）△H=-272kJ•mol^-1；
②H₂NCOONH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+138kJ•mol^-1；
根据盖斯定律，①+②可得：2NH₃（g）+CO₂（g） H₂O（g）+CO（NH₂）₂ （s）；
（3）工业上电解NO₂制备 NH₄NO₃，由装置图可知阳极发生氧化反应，NO₂被氧化生成NO₃^-，阴极发生还原反应，NO₂被还原生成NH₄⁺，阳极反应为NO₂-e^-+H₂O=NO₃^-+2H⁺，阴极反应为：NO₂+7e^-+8H⁺=NH₄⁺+2H₂O，结合电极方程式解答该题；
（4）①依据反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，氨气的含量减小；
②K只受温度影响，该反应温度升高时K值减小；
③N点时氨的物质的量的分数为20%，利用三段式，设N₂转化率是b，N₂的起始浓度为a，
根据反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始    a       3a         0
转化    ab       3ab       2ab
平衡   a-ab      3a-3ab      2ab
根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{\frac{2ab}{a-ab+3a-3ab+2ab}=20%}\\{2ab=0.2mol•L{\;}^{-1}}\end{array}\right.$，所以a=0.3mol•L^-1，b=$\frac{1}{3}$，以此计算．

解答解：（1）在催化剂、加热条件下，氨气被氧化生成NO和水，反应方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）已知：①2NH₃（g）+CO₂（g）═H₂NCOONH₄（s）△H=-272kJ•mol^-1；
②H₂NCOONH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+138kJ•mol^-1；
根据盖斯定律，①+②可得：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（NH₂）₂ （s）△H=-134kJ/mol，
故答案为：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（NH₂）₂ （s）△H=-134kJ/mol；
（3）电解NO₂制备NH₄NO₃，阳极反应为：NO₂-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，阴极反应为：NO₂+7e^-+8H⁺=NH₄⁺+2H₂O，从两极反应可看出，要使得失电子守恒，阳极产生的NO₃^-的物质的量大于阴极产生的NH₄⁺的物质的量，总反应方程式为：8NO₂+5H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NH₄NO₃+6HNO₃，因此若要使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充NH₃，
故答案为：NO₂-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺；NH₃；
（4）①合成氨的反应为放热反应，反应温度越高，越不利于反应的进行，曲线a的氨气的物质的量分数最高，其反应温度对应相对最低，所以a曲线对应温度为200°C；
故答案为：200℃；
②平衡常数与温度有关，与其他条件无关，同一温度下的平衡常数相同，反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，上图中P、M、Q点平衡常数K的大小关系是K（P）＞K（M）=K（Q），
故答案为：K（P）＞K（M）=K（Q）；
③N点时氨的物质的量的分数为20%，利用三段式，设N₂转化率是b，N₂的起始浓度为a，
根据反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始    a       3a         0
转化    ab       3ab       2ab
平衡   a-ab      3a-3ab      2ab
根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{\frac{2ab}{a-ab+3a-3ab+2ab}=20%}\\{2ab=0.2mol•L{\;}^{-1}}\end{array}\right.$，所以a=0.3mol•L^-1，b=$\frac{1}{3}$，所以平衡常数K=$\frac{（2ab）^{2}}{（a-ab）•（{3a-3ab）}^{3}}$=0.93，
故答案为：0.93．

点评本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡的计算，题目难度中等，注意掌握盖斯定律的内容及应用方法，能够利用三段式进行化学平衡的计算，明确反应速率的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．

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9．

实验小组为探究SO₂的漂白性和还原性，设计了以下实验．完成下列填空：
（1）实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫，有下列三种硫酸溶液，应选用b（选填编号），其理由是98%浓硫酸中c（H⁺）小不易反应，10%硫酸溶液水含量高不易使SO₂放出．
a．98%浓硫酸 b．70%硫酸 c．10%稀硫酸
?．漂白性
（2）用如图所示装置（气密性良好）进行实验，观察到如下现象：ⅰ中红色褪去、ⅱ中无变化．
①足量碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入ⅱ中干扰实验，吸收二氧化硫防污染．
②从实验中可知使品红的水溶液褪色的微粒可能是H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-．
（3）实验小组进一步实验如下：取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量Na₂SO₃固体和NaHSO₃固体，两支试管中的品红都褪色，于是得出结论：使品红褪色的微粒肯定是HSO₃^-或SO₃^2-．你认为这一结论是否正确不正确，理由是因为SO₃^2-离子和HSO₃^-离子都会水解生成H₂SO₃．
??．还原性
（4）将SO₂通入FeCl₃溶液中，使其充分反应．
①SO₂与FeCl₃反应的离子方程式是2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，如何检验该反应所得含氧酸根离子取少量反应混合液，加入盐酸酸化后加氯化钡溶液，产生白色沉淀，混合液中即含有SO₄^2-．
②实验中观察到溶液由黄色变为红棕色，静置一段时间，变为浅绿色．
已知：红棕色为FeSO₃（墨绿色难溶物）与FeCl₃溶液形成的混合色；Fe³⁺可氧化SO₃^2-．
则②中红棕色变为浅绿色的原因是混合液中存在平衡FeSO₃（s）?Fe²⁺（aq）+SO₃^2-（aq），Fe³⁺会与SO₃^2-发生氧化还原反应，使平衡右移，墨绿色沉淀溶解，最终生成浅绿色FeSO₄溶液．

10．下列属于吸热反应的是（　　）

	A．	可燃冰的燃烧		B．	盐酸与氢氧化钠反应
	C．	石灰石高温分解		D．	锌与稀硫酸反应

7．稀土是我国战略性资源．氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO₃，它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料．关于氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种，其中一种提取铈的工艺流程如下：

请回答下列问题
（1）为增大反应速率，提高原料的利用率，焙烧前可将矿石粉碎成细颗粒处理．
（2）焙烧过程中产生的SO₃尾气常采用喷淋法净化，再用石灰乳中和；操作I中滤渣的主要成分是CaF₂、CaSO₄．
（3）操作Ⅱ若在实验室中进行，需要的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒等；所用萃取剂HT需具备的条件是①②③．
①HT不溶于水，也不和水反应
②Ce³⁺不和萃取剂HT发生反应
③Ce³⁺在萃取剂HT中溶解度大于水
④萃取剂HT的密度一定大于水
（4）已知有机物HT能将Ce³⁺从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：2Ce³⁺ （水层）+6HT（有机层）═2CeT₃（有机层）+6H⁺（水层）从平衡角度解释：向CeT₃ （有机层）加入稀硫酸获得较纯的含Ce³⁺的水溶液的原因是混合液中加入H₂SO₄使c（H⁺）增大，平衡向形成Ge³⁺水溶液方向移动．
（5）常温下，含Ce³⁺溶液加碱调至pH=8时，c（Ce³⁺）=b mol•L^-1，已知Ce（OH）₃的溶度积=a，则a和b的关系是a=10^-18b．
（6）写出Ce（OH）₃悬浊液通入氧气得到产品的化学方程式：4Ce（OH）₃+O₂+2H₂O=4Ce（OH）₄．
（7）取上述流程中得到的Ce（OH）₄产品0.545g，加硫酸溶解后，用0.100 0mol•L^-1 FeSO₄标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce³⁺），消耗25.00mL标准溶液．该产品中Ce（OH）₄的质量分数为95%[Ce（OH）₄的相对分子质量为208，结果保留两位有效数字]．

14．用无机矿物资源生产部分材料，其生产流程如图．下列有关说法不正确的是（　　）

	A．	Al₂O₃、SiCl₄均为共价化合物
	B．	生产过程中均涉及氧化还原反应
	C．	石英可用于制光导纤维，晶体Si常用做半导体材料
	D．	黄铜矿冶炼铜时产生的SO₂可用于生产硫酸，FeO可用于冶炼铁

4．下列有关电解质溶液中粒子的物质的量浓度大小关系正确的是（　　）

	A．	等物质的量浓度的下列溶液：①H₂CO₃、②Na₂CO₃、③NaHCO₃、④（NH₄）₂CO₃：其中c（CO₃^2-）的大小关系为：②＞④＞③＞①
	B．	pH=2 的H₂C₂O₄溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-）
	C．	向0.2 mol•L^-1NaHCO₃ 溶液中加入等体积0.1 mol•L^-1NaOH 溶液：c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
	D．	常温下，同浓度的CH₃COONa与CH₃COOH 溶液等体积混合，溶液的pH＜7：c（CH₃COOH）+c（OH^-）＞c（Na⁺）+c（H⁺）

11．下面列出几组物质或粒子，请将合适的组号填写在空格上
①¹⁶O₂和¹⁸O₃②金刚石和“足球烯”（C₆₀）③¹⁴C和¹²C④⁴⁰K⁴⁰Ca⑤CH₃CH₂CH₂CH（C₂H₅）CH₃和CH₃CH₂CH₂CH（CH₃）C₂H₅⑥环丙烷和丙烯⑦乙烯和1，3-丁二烯⑧

（1）互为同位素的是③；（2）互为同素异形体的是①②；（3）互为同系物的⑧；（4）互为同分异构体的是⑥；（5）属于同种物质的是⑤．

10．

用下面两种方法均可制得Fe（OH）₂白色沉淀．
方法一：用不含Fe³⁺的FeSO₄溶液与不含O₂的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备．
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO₄溶液时还需要加入稀H₂SO₄；铁屑．
（2）除去蒸馏水中溶解的O₂常采用加热煮沸的方法．
（3）制取Fe（OH）₂白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液．这样操作的理由是：防止发生反应4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．（填化学方程式）
方法二　在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄等试剂制备．
（4）在试管Ⅰ里加入的试剂是稀H₂SO₄、铁屑．
（5）为了制得Fe（OH）₂白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度．当排出的H₂纯净时，再夹紧止水夹．

11．下列关于含Mg、C元素的物质性质、存在和制备的叙述中，不正确的是（　　）

	A．	自然界中，不存在镁单质，碳元素多种单质
	B．	CO可以还原氧化铜，Mg能还原CO₂，反应类型均为置换反应
	C．	电解熔融氯化镁可制备Mg单质和氯气，海水提取海盐后的卤水可用于提取氯化镁
	D．	煤与水蒸气高温反应生成水煤气，其主要成分是CO和H₂

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