题目内容

12.氮和碳的化合物与人类生产、生活密切相关.
(1)“氯胺(NH2Cl)消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气,发生反应:Cl2+NH3═NH2Cl+HCl,生成的NH2Cl能部分水解生成强氧化性的物质,起消毒杀菌的作用.
①氯胺能用于消毒杀菌的原因是NH2Cl+H2O?NH3+HClO(用化学方程式表示).
②经氯胺消毒法处理后的水中,氮元素多以NH4+ 的形式存在.已知:
NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O (l)+273kJ
NH4+(aq)+2O2(g)═NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O (l)+346kJ
NO2-(aq)被O2氧化成NO3-(aq)的热化学方程式为2NO2-(aq)+O2(g)═2NO3-(aq)△H=-146kJ•mol-1.
(2)利用电解原理可将NO还原为N2,装置见图1,高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯薄膜做电极.

钯电极A为阴极,电极反应式为2NO+4H++4e-=N2 +2H2O.
(3)一氧化碳可将金属氧化物还原为金属单质和二氧化碳.四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时,lgc(CO2)c(CO)与温度(t)的关系曲线图如图2.
①700℃时,其中最难被还原的金属氧化物是Cr2O3(填化学式);
②700℃一氧化碳还原①中金属氧化物的反应方程式系数为最简整数比,该反应的平衡常数(K)数值等于10-12.
(4)一氧化碳可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍,反应原理是:
Ni(s)+4CO(g)$?_{10-30℃}^{50-80℃}$Ni(CO)4(g).下列叙述中正确的是C.(填序号)
A.正反应的△S<0,△H<0   B.升温、加压有利于高纯镍的生成 C.该工艺中CO可以循环利用.

分析 (1)①NH2Cl能部分水解生成HClO和氨气,次氯酸具有强的氧化性;
②①NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-273kJ•mol-1
②NH4+(aq)+2O2(g)═NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-346kJ•mol-1;
②×2-①×2得:2NO2-(aq)+O2(g)═2NO3-(aq),依据盖斯定律计算反应热,书写热化学方程式;
(2)根据在钯电极A的反应物和生成物,可知发生还原反应,利用守恒配平即得电极反应式;
(3)700℃时,K越小,说明反应进行的程度小,金属氧化物越难被还原,由Cr2O3对应的lg$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$得$\frac{c(C{O}_{2})}{c(co)}$,结合Cr2O3与CO反应的化学方程式可得K;
(4)由反应条件可知,高温有利于向正反应进行,低温有利于向逆反应进行,升高温度平衡向吸热反应移动,据此判断.

解答 解:(1)①NH2Cl能部分水解生成HClO和氨气,可起消毒杀菌的作用,方程式为NH2Cl+H2O?NH3+HClO,
故答案为:NH2Cl+H2O?NH3+HClO;
②①NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-273kJ•mol-1
②NH4+(aq)+2O2(g)═NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-346kJ•mol-1;
②×2-①×2得:2NO2-(aq)+O2(g)═2NO3-(aq),依据盖斯定律:△H=2×(-346kJ•mol-1)+2×273kJ•mol-1=-146kJ•mol-1;
热化学方程式:2NO2-(aq)+O2(g)═2NO3-(aq)△H=-146kJ•mol-1;
(2)在钯电极A,NO 转化为N2 ,发生还原反应,故为阴极,根据已知反应物和生成物,利用守恒配平即得电极反应式为2NO+4H++4e-=N2 +2H2O,
故答案为:阴; 2NO+4H++4e-=N2 +2H2O
(3)700℃时,lg$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$越大则K越小,说明反应进行的程度小,金属氧化物越难被还原,此时Cr2O3对应的lg$\frac{c(CO)}{c(C{O}_{2})}$=4,得$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$=10-4,结合Cr2O3与CO反应的化学方程式Cr2O3+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr+3CO2,可得K=[$\frac{c(C{O}_{2})}{c(CO)}$]3=10-12.
故答案为:Cr2O3;10-12;
(4)由反应条件可知,低温有利于向正反应进行,高温有利于向逆反应进行,降低温度平衡向放热反应移动,
A.由反应条件可知,高温有利于向正反应进行,低温有利于向逆反应进行,降低温度平衡向吸热反应移动,故该反应正反应为吸热反应,即△H>0,故A错误;
B.正反应为吸热反应,所以升高温度平衡向正向移动,不有利于高纯镍的生成,故B错误;
C.正向消耗CO,逆向生成CO,所以CO可以循环使用,故C正确;
故选:C.

点评 本题考查了化学平衡影响因素、化学平衡图象、化学平衡常数、化学方程式的书写,热化学方程式的书写、电极反应式的书写等,题目综合性强,难度较大.

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