题目内容

17．合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义．
（1）氧化-还原法消除氮氧化物的转化如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{O_{3}}$NO2$→_{反应Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N2
①反应为：NO+O3═NO2+O2，生成11.2L O2（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol．
②反应Ⅱ中，当n（NO2）：n[CO（NH2）2]=3：2时，反应的化学方程式是6NO2+4CO（NH2）2=7N2+8H2O+4CO2．
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol-1
已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1，写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-113.0kJ•mol-1．
（3）尿素[CO（NH2）2]是一种高效化肥，也是一种化工原料．
①以尿素为原料一定条件下发生反应：CO（NH2）2 （s）+H2O（l）?2NH3（g）+CO2（g）△H=+133.6kJ/mol．该反应的化学平衡常数的表达式K=c2（NH3）•c（CO2）．关于该反应的下列说法正确的是a（填序号）．
a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c．降低温度使尿素的转化率增大
②密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）?CO （NH2）2 （s）+H2O（g），混合气体中NH3的物质的量百分含量[ϕ（NH3）]随时间变化关系如图所示．则a点的正反应速率V（正）（CO2）＞b点的逆反应速率V（逆）（CO2）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨气的平衡转化率是75%．

分析 （1）①化合价升高值=化合价降低值=转移电子数，根据化合价的变化来确定电子转移数目；
②反应方程式中，系数之比等于物质的量之比；
（2）根据盖斯定律结合热化学方程式的书写来回答；
（3）①化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，固态和纯液体不列入；
a．该反应中只有生成物是气体，生成的氨气和二氧化碳质量和物质的量比值不变；
b．化学平衡常数只受温度影响；
c．降温平衡向逆向移动；
②图象分析氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明b点反应达到平衡状态，a点氨气体积百分含量大于b的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，a点的正反应速率大于b点的正反应速率；依据氨气的体积分数结合平衡三段式列式计算平衡转化率．

解答 解：（1）①NO+O3═NO2+O2，生成1mol氧气转移电子是2mol，生成11.2L即0.5mol O2（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol，故答案为：1；
②当n（NO2）：n[CO（NH2）2]=3：2，即NO2和CO（NH2）2的系数之比是3：2，其方程式表示为：6NO2+4CO（NH2）2=7N2+8H2O+4CO2，
故答案为：6NO2+4CO（NH2）2=7N2+8H2O+4CO2；
（2）已知：A、NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol-1；
B、2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1，则反应：2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）可以看成是B-2A得到的，所以该反应的△H=-196.6kJ•mol-1-2（-41.8kJ•mol-1）=-113.0 kJ•mol-1，故答案为：2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-113.0 kJ•mol-1；
（3）①尿素和水不是气体，不列入，K=c2（NH3）•c（CO2），
a．该反应中只有生成物是气体，生成的氨气和二氧化碳质量和物质的量比值不变，故a正确；
b．化学平衡常数只受温度影响，温度不变其不变，故b错误；
c．该反应是吸热反应，降温平衡逆向移动，反应物转化率降低，故c错误；
故答案为：c2（NH3）•c（CO2）；a；
②氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明b点反应达到平衡状态，a点氨气体积百分含量大于b的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；
设氨气消耗物质的量x，开始氨气体积分数为50%，假设氨气为50mol，二氧化碳为50mol，
             CO2+2NH3?（NH2）2CO+H2O
起始量（mol） 50  50      0       0
变化量（mol） 0.5x x     0.5x   0.5x
平衡量（mol） 50-0.5x 50-x 0.5x 0.5x
氨气的体积分数=$\frac{50-x}{50-0.5x+50-x+0.5x}$=20%；解得x=37.5mol，
氨气的平衡转化率=$\frac{37.5mol}{50mol}$×100%=75%，
故答案为：＞；75%．

点评 本题为综合题，为高考常见题型，考查了盖斯定律求热化学方程式，化学平衡的移动及平衡的计算，平衡常数的计算，题目难度大，熟悉平衡原理是解题关键．

练习册系列答案
相关题目
16．以工业废铁屑为原料生产氧化铁红颜料并进行适当的综合利用，其主要流程如图：

已知：FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的悬浊液．
（1）写出在空气中煅烧沉淀的化学反应方程式：4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2．
（2）本流程中产生的CO2和H2，在催化剂作用下按体积比1：1合成一种重要的有机化工原料R，该合成符合绿色化学要求．已知液体R的燃烧热为254.6 kJ/mol，则R完全燃烧的热化学方程式为HCOOH（l）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）+H2O（g）；△H=-254.6kJ/m．
（3）在FeSO4溶液中加入（NH4）2SO4固体可制备摩尔盐晶体[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]（相对分子质量392），该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
①为洗涤（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O粗产品，下列方法中最合适的是D
A．用冷水洗                             B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗             D．用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定．每次所取待测液体积均为25.00mL，实验结果记录如表：
实验次数第一次第二次第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL25.5225.0224.98
KMnO4溶液应盛装在酸式滴定管中，滴定过程中发生反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O滴定终点的现象是最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色通过实验数据计算的该产品纯度为$\frac{980c}{a}×100%$（用字母ac表示）．上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是BC
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗
D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低．
17．2015年，我国女药学家屠呦呦因发现了青蒿素（ C15H22Os）而获得诺贝尔奖，青蒿素的一种化学合成路线如图：

（1）化合物D的分子式为C20H28O2，D中含有的官能团名称是羰基、醚键．
（2）合成A常用到原料，现有相对分子质量最小的该原料的同系物X，检验X中碳碳双键的操作方法取试样X于试管中，加入足量新制氢氧化铜悬浊液加热，出现砖红色沉淀后取上清液滴加适量稀硫酸，再加入溴水，若溴水褪色，说明X中含有碳碳双键，写出X与银氨溶液发生的离子反应方程式CH2=CHCHO+2Ag（NH3）2++2OH-$\stackrel{△}{→}$CH2CHCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O．
（3）B-C的反应类型为消去反应．
（4）E-F的过程中常用HSCH2CH2CH2SH对E进行官能团保护，含-SH（巯基）叫硫醇，根据系统命名法，HSCH2CH2CH2SH的名称是1，3-丙二硫醇
（5）同时满足以下条件的青蒿素的同分异构体共有2种．
①常温下，能与NaHCO3溶液反应；②能与FeCl3溶液发生显色反应；③1mol该物质与足量的Na反应，产生2mol H2；④质谱与红外表明分子中含2个基团；
⑤苯环上只有一种化学环境的氢．
（6）参考上述合成路线，写出由苯甲醛和乙醇为原料，经三步制备3-苯基丙烯醛的合成路线（无机试剂任选）． 合成路线示例是：CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH．
5．运用化学反应原理研究碳、氮、硫等单质及其化合物的反应有重要的意义．
（1）CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取乙醇的反应：
2CO2（g）+6H2（g）═CH3CH2OH（g）+3H2O（g）△H=QkJ/mol　（Q＞0）
在密闭容器中，按CO2与H2的物质的量之比为1：3进行投料，在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如图1所示．

完成下列填空：
①图中曲线a表示的是H2O的体积分数．
②图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=37.5%．
（2）25° C，H2SO3和H2CO3两种酸的电离平衡常数如表．
  K1K2 
 H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
 H2CO3 4.4×10-7 4.7×10-11
将足量的NaHSO溶液加人到Na2CO3溶液中，反应的离子方程式为CO32-+HSO3-=HCO3-+SO32-
（3）工业上用可溶性碳酸盐提取锶时，先将SrSO4转化为难溶弱酸盐，再处理．
SrSO4?Sr2+（aq）+SO${\;}_{4}^{2-}$（aq）  Ksp=2.5×10-7
SrCO3?Sr2+（aq）+CO${\;}_{3}^{2-}$（aq）  Ksp=2.5×10-9
则SrSO4转化为SrCO3反应的平衡常数值为100
（4）图2是一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理示意图，同时处理有机废水和硝酸盐废水，并获得淡水，图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示．
①产生N2的电极为电池的正极（填“正”或“负”）．
②生成X（气体）的电极上发生的电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+．
12．燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题．
（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一．经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：
2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H
若①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1=+180.5kJ•mol-1
②CO（g）═C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）△H2=+110.5kJ•mol-1
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3=-393.5kJ•mol-1
则△H=-746.5kJ•mol-1．
（2）甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张．一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入a molCO与2a mol H2合成甲醇，CO平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示．
①P1＜ P2（填“＞”、“＜”或“=”），理由是甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高
②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=$\frac{12{V}^{2}}{{a}^{2}}$（用a和V表示）．
③下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是c．（填写相应字母）
a、使用高效催化剂  b、降低反应温度 c、增大体系压强
d、不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
e、增加等物质的量的CO和H2
（3）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一．
①近几年有人提出在催化剂条件下，利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质．请写出该过程的化学方程式：2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2．
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一．其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+．
（4）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性．相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO32-）较小的是NH4HSO3，用文字和化学用语解释原因HSO3-?H++SO32-，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32-）浓度减小．
2．碳及其化合物应用广泛．
I．工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气，存在以下平衡：
CO（g）+H2O（g）$\stackrel{沸石分子筛}{?}$CO2（g）+H2（g）
（1）沸石分子筛中含有硅元素，请写出硅原子结构示意图（2）向1L恒容密闭容器中注人CO和H2O（g），830℃时测得部分数据如表．
t/min012345
n（CO）/mol0.2000.1600.1250.0990.0800.080
n（H2O）/mol0.3000.2600.2250.1990.1800.180
则该温度下反应的平衡常数K=1
（3）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注人1m o l CO、1mol H2O （g），2molCO2和2mo1H2，此时v（正 ）＜    v（逆）（填“＞”“=”或“＜”）
II．已知CO（g）+$\frac{1}{2}$O2 （g）= CO2 （g）△H=-141kJ•mol-1
2H2 （g）+O2（g）= 2H2o （g）△H=-484kJ•mol-1
CH3OH（1）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2 （g）+2H2O （g）△H=-726kJ•mol-1'
（4）利用CO、H2化合制得液态甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=+101kJ/mol
III．一种新型氢氧燃料电池工作原理如图所示
（5）写出电极A的电极反应式H2-2e-+CO32-=CO2+H2O
（6）以上述电池电解饱和食盐水，若生成0.2mo1 Cl2，则至少需通入O2的体积为2.24L（标准状况）
9．下列各反应属于取代反应的是（　　）
A．CH4+2O2→CO2+2H2OB．CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
C．CH4+Cl2→CH3Cl+HClD．2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
6．有以下一系列反应，最终产物为乙二酸．
A$→_{Br_{2}}^{光照}$B$→_{△}^{NaOH/醇}$C$\stackrel{溴水}{→}$D$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$E$→_{△}^{O_{2}，催化剂}$F$→_{△}^{O_{2}，催化剂}$乙二酸（HOOC-COOH）
试回答下列问题：
（1）C的结构简式是CH2=CH2B→C的反应类型消去反应
（2）E与乙二酯发生酯化反应生成环状化合物的化学方程式是CH2OHCH2OH+HOOCCOOH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+2H2O．
（3）由B发生水解反应或C与H2O发生加成反应均生成化合物G．在乙二酸、水、苯酚和G 4种分子中，羟基上氢原子的活泼性由强到弱的顺序是HOOCCOOH＞C6H5OH＞H2O＞CH3CH2OH．
7．下列说法中，不正确的是（　　）
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．从海水中可以得到氯化镁，再加热分解可制金属镁
C．将石油裂解制得乙烯等化工原料
D．煤的气化主要反应是C（s）+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO（g）+H2（g）

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网