题目内容

【题目】氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题:

Ⅰ.(1)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。

下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应

大气固氮

N2(g)+O2(g)2NO(g)

工业固氮

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

温度/℃

27

2000

25

400

450

K

3.8×10-31

0.1

5×108

0.507

0.152

①分析数据可知:大气固氮反应属于_____(填“吸热”或“放热”)反应。

②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_____。

(2)NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。可用酸性KMnO4溶液检验,完成其反应的离子方程式。MnO+NO+_____=Mn2++NO+H2O。

(3)工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0。T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)= x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。

其它条件不变时,α随着x/span>增大而增大的原因是____;图中的B点处NH3的平衡转化率为____。

II.(4)红磷P(s)和Cl2 (g)发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g),反应过程如下。

2P(s) + 3Cl2(g)=2PCl3(g) △H1=-612 kJ· mol-1

2P(s) + 5Cl2(g)=2PCl5(g) △H2=-798 kJ· mol-1

气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为________。

(5)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,x=___(用n表示)。

(6)一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,先生成__沉淀(填化学式);当测得溶液中钙离子沉淀完全(浓度小于10-5 mol·L-1)时,溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c = ______mol·L-1。(已知:Ksp[Mg3(PO4)2] =6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26。)

【答案】吸热 K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产; 2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大 25% PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H = +93 kJ·mol-1 3n+1 Mg3(PO4)2 10-6

【解析】

Ⅰ(1)①由表格数据可知,温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移,则正反应方向为吸热反应;

②由表格数据可知,2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,不适合大规模生产,所以人类不适合大规模模拟大气固氮;

故答案为:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产;

(2)NaNO2可用酸性KMnO4溶液检验,根据氧化还原反应相关配平原则,遵守质量守恒定律、电荷守恒定律,可以推出反应方程式为:2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O;

(3)工业以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0,CO2平衡转化率(α)随(氨碳比)= x的变化如图所示,氨碳比(x)越大,相当于增大,故平衡正向移动,CO2平衡转化率(α)随之增大;B点对应=4,且反应后CO2转化率为50%,物质的转化量之比与化学计量数呈比例关系,假设投料:=4X,则=x,又二氧化碳转化0.5x,氨气转化的是二氧化碳的2倍,故氨气转化x,氨气的转化率为:;

故答案为:x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大;25%;

II(4)根据盖斯定律及热化学方程式的书写原则,第一个反应减去第二个反应可得出气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为:2PCl5(g) 2PCl3(g)+2 Cl2(g) △H = +186 kJ·mol-1;简化后为:PCl5(g) PCl3(g) + Cl(g) △H = +93 kJ·mol-1;

(5)已知直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,根据化学式的书写原则,化学式的总化合价为0,铵根的化合价为+1,又氧元素为-2价,PnOx的总化合价为-(n+2)价,可以列式:,可得x=3n+1;

(6)Ca3(PO4)2与Mg3(PO4)2是同类型沉淀,已知:Ksp[Mg3(PO4)2] =6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26,故一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,溶度积常数小的先生成沉淀,先生成Mg3(PO4)2沉淀;当测得溶液中钙离子沉淀完全,则钙离子浓度为10-5mol·L-1,根据Ca3(PO4)2沉淀溶解平衡可知:,则在Mg3(PO4)2沉淀溶解平衡中:,则。

练习册系列答案
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【题目】某实验小组用如图所示装置制取溴苯和溴乙烷.已知溴乙烷为无色液体,难溶于水,沸点为38.4℃,熔点为-190℃,密度为1.46gcm-3。

主要实验步骤如下:

①检查装置的气密性后,向圆底烧瓶中加入一定量的苯和液溴。

②向锥形瓶中加入乙醇和浓H2SO4的混合液至浸没进气导管口。

③将A装置中的纯铁丝小心向下插入混合液中。

④点燃B装置中的酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热10min。

请填写下列空白:

(1)写出A装置中制取溴苯的化学方程式__。

(2)导管a的作用是__。

(3)C装置中U型管内部用蒸馏水封住管底的作用是__。

(4)反应完毕后,U型管内液体分层,溴乙烷在__层(填:上或下)。

(5)步骤④中__(填“能”“否”)用大火加热,理由是__。

(6)为探究溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应,用装置D代替装置B、C直接与A相连重新操作实验。

①装置D中小试管内装有CCl4,其主要作用是__。

②锥形瓶中装有水,反应后向锥形瓶的水溶液中滴加硝酸银溶液,若有__产生,证明该反应为取代反应。

(7)要检验某溴乙烷中的溴元素,正确的实验方法是:向盛有适量溴乙烷的试管中__。

A.加入新制的氯水振荡,再加入少量CCl4振荡,观察下层是否变为橙红色

B.滴入硝酸银溶液,再加入稀硝酸使溶液呈酸性,观察有无浅黄色沉淀生成

C.加入NaOH溶液共热,冷却后加入硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成

D.加入NaOH溶液共热,冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入硝酸银溶液,观察是否有浅黄色沉淀生成

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