题目内容

12．工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx（NO和NO2的混合物，假设不含N2O4），对生态环境和人类健康带来较大的威胁．
（1）工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理如下：4xNH3+6NOx$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$（2x+3）N2+6xH2O，某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如下：

①装置A中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
②装置D中碱石灰的作用是除去气体中含有的水蒸气．
（2）工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx．
已知：NO不能与Na2CO3溶液反应．
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2（Ⅰ）
2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2（Ⅱ）
①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是C（填字母）．
A．1.9      B．1.7      C． 1.2
②将1mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO3-、NO2-两种离子的物质的量随x变化关系如图2所示：
图中线段a表示NO2-的物质的量随x值变化的关系；若用溶质质量分数为42.4%的 Na2CO3溶液吸收，则需要Na2CO3溶液至少125g．
③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则NOx中的x值为1.875．

分析 （1）A中消石灰与氯化铵在加热条件下反应生成氨气，B中稀硝酸与铜反应生成NO，氨气和NO经C除杂、D干燥后在E中催化作用下反应生成氮气，F为干燥装置，
①在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水；
②氨气属于碱性气体，能用碱性物质干燥；
（2）①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，则n（NO2）≥n（NO）；
②利用极限法和守恒法来分析解答；
③利用差量法计算NO、NO2的物质的量，再根据平均摩尔质量法计算x值．

解答 解：（1）A中消石灰与氯化铵在加热条件下反应生成氨气，B中稀硝酸与铜反应生成NO，氨气和NO经C除杂、D干燥后在E中催化作用下反应生成氮气，F为干燥装置，
①在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O；
②碱石灰能吸收水分而作干燥剂，氨气属于碱性气体，所以能用碱石灰干燥，
故答案为：除去气体中含有的水蒸气；
（2）①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，则n（NO2）≥n（NO），当n（NO2）：n（NO）=1时x值最小，x最小值为$\frac{2+1}{2}$=1.5，因为混有NO，所以x最大值＜2，故x的取值范围为1.5≤x＜2，所以x的值不可能是1.2，
故答案为：C；
②用极限法：若x=1.5气体应为NO和NO2混合物，物质的量比为1：1，按Ⅰ式反应，没有NO3-，线a应该表示NO2-；
用守恒法：反应生成的NaNO3和NaNO2中氮元素与钠元素之比为1：1，所以1mol NOx被完全吸收至少需碳酸钠0.5mol，质量为53g，计算得碳酸钠溶液的质量为$\frac{53g}{42.4%}$=125g，
故答案为：NO2-；125；
③设由NO2和纯碱反应产生CO2为amol，
由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol，
 2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2   质量增加
                        1mol△m=48g
                        amol    48ag
 NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 质量增加
                     1mol△m=32g
                     bmol     32bg       
$\left\{\begin{array}{l}{a+b=1}\\{48a+32b=44}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{a=0.75mol}\\{b=0.25mol}\end{array}\right.$
n（NO2）=0.75mol×2+0.25mol=1.75mol
n（NO）=0.25mol
x=$\frac{0.25mol×1+1.75mol×2}{0.25mol+1.75mol}=\frac{15}{8}$=1.875，
故答案为：1.875．

点评 本题以氮氧化物为载体考查了物质间的反应，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，明确物质的性质是解本题关键，难点是（2）题的计算，要结合方程式中各个物理量之间的关系式解答，会根据题给信息计算x值，难度中等．

练习册系列答案
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18．回答下列问题
（1）键线式表示的分子式为C6H14；名称是2-甲基戊烷．中含有的官能团的名称为羟基、酯基．
（2）戊基有8种结构，请写出其中的核磁共振氢谱有二个吸收峰的结构简式-CH2C（CH3）3．
（3）糖类、油脂、蛋白质都是人体必需的营养物质：
Ⅰ．下列物质中①葡萄糖②麦芽糖③蔗糖④纤维素⑤淀粉，互为同分异构体的是②③；具有还原性，能发生银镜反应的是①②．（填序号）
Ⅱ．油脂在酸性环境下的水解产物为高级脂肪酸、甘油（写名称）．
3．铝是用途广泛的金属材料，目前工业上主要用铝土矿（主要成分含氧化铝、氧化铁）来制取铝，其常见的过程如图：

请回答下列问题：
（1）沉淀B的化学式为Fe2O3，溶液C中阴离子主要是AlO2-和OH-．
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（5）生产过程中，除水、CaO和CO2可以循环使用外，还可循环使用的物质有NaOH（填化学式）．
20．生物质能是一种洁净、可再生能源．生物质气（主要成分为 CO、CO2、H2 等）与H2混合，催化合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质等，是生物质能利用的方法之一．
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 气化反应式 1gK
 700K 900K 1200K
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g） -2.64-0.39 1.58
 C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）-1.67-0.03 1.44
反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），该反应的△H＜0（选填：“＞”、“＜”、“=”）；在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK）=0.36．
（2）业上合成甲醇的反应为：CO+2H2?CH3OH．已知：H2（g）、CO（g）、CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol．则：CH3OH（l）不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学反应方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）；△H=-443.5kJ/mol．
（3）在一定温度、压强和催化条件下，工业上用H2CO和CO合成CH3OCH3：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4KJ•mol-1
①在一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是cd（填字母序号）．
a．降低温度  b．加入催化剂  c．缩小容器体积   d．增加H2的浓度   e．增加CO的浓度
②在一体积可变的密闭容器中充入3molH2、3molCO、1molCH3OCH3、1molCO2，在一定温度和压强下发生上述反应，经一定时间达到平衡，测得平衡时混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍．反应开始时正、逆反应速率的大小：v正＞v逆（填“＞”“＜”或“=”），平衡时CO的物质的量分数为15%．
（4）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染，常温下，将amol•L-1的醋酸与bmol•L-1的Ba（OH）2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c（Ba2+）=c（CH3COO-），则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=$\frac{2b}{a-2b}$×10-7 mol•L-1（用含a和b的代数式表示，体积变化忽略不计）．
7．A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一中元素，它们之间的转化关系如图所示（反应条件及其它物质已经略去）：

（1）若A是黄色晶体；B为酸雨的成因之一，且可使品红溶液褪色，则将B通入KMnO4溶液的现象为紫红色变为无色；体现B的还原性（填“氧化性”“还原性”“漂白性”）；请写出D的浓溶液与单质铜反应的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO2↑+CuSO4+2H2O；此反应中作氧化剂的D与参加反应的D的物质的量之比为1：2；
（2）若A气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，常温下D的浓溶液能使金属Fe、Al钝化，请写出实验室制备A的化学方程式：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3+2H2O；请写出C→D的离子方程式3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO．
（3）若A是一种活泼金属，C是淡黄色固体，则C的名称为过氧化钠，试用化学方程式表示该物质与二氧化碳气体的反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；将C长期露置于空气中，最后将变成物质E，E的化学式为Na2CO3．
17．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是（　　）
A．熔点：Na＞MgO＞SiO2B．水溶性：SO2＞H2S＞HCl
C．热稳定性：HF＞H2O＞NH3D．沸点：HF＞HCl＞HBr
4．（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料．已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量642kJ（25℃时），N2H4完全燃烧的热化学方程式是：N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）△H=-642.0kJ/mol．
（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫．
①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol
②CO2（g）+C（s）=2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol
③S（s）+O2（g）=SO2（g）△H3=-296.0kJ•mol
则CO与SO2反应的热化学方程式是2CO（g）+SO2（g）=CO2（g）+S（s）△H=-270kJ/mol．
（3）硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O．下列各组实验中最先出现浑浊的是D（填字母代号）．
实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2O
V/mLc/（mol•L-1）V/mLc/（mol•L-1）V/mL
A2550.1100.15
B2550.250.210
C3550.1100.15
D3550.250.210
（4）已知H+（aq）+OH-（aq）═H2O（1）△H=-57.3kJ/mol，实验室用0.25L0.10mol/L的一元强酸和强碱恰好完全中和，若中和后溶液体积为500mL，其溶液的比热容为4.2×10-3kJ/（g•℃），且密度近似为1.0g/mL，则溶液温度升高了0.68℃．（结果保留两位小数）
1．下列有关叙述正确的是（　　）
A．按熔点由低到高排列I2、CO2、Hg、KCl、SiO2
B．在石英晶体中，每个硅原子和相邻的两个氧原子以共价键结合
C．有机物分子中碳原子成键方式和排列方式有多种以及同分异构现象的存在都是有机物种类繁多的原因
D．因为石墨是金刚石的同素异形体，所以二者空间结构相似，化学性质相似
2．按要求书写方程式：
（1）向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-
（2）MnO2与浓盐酸制备氯气的离子方程式：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
（3）工业上制备粗硅的化学方程式：SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑
（4）硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热的离子方程式：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+BaSO4↓+2H2O．

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