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1、第六章 氮族元素第一部分 六年高考题荟萃2010年高考题(2010安徽卷)10.低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:2NH2(g)NO(g)NH2(g)2H3(g)3H2O(g) H300)。答案:1)5.6;4.00;2)Ca5(PO4)3(OH);3)297.5或342;4)348或464。解析:此题考查了元素化合物、化学计算知识。1)白磷燃烧生成五氧化二磷,白磷的相对分子质量为:128,则其的物质的量为:0.05mol,其完全燃烧消耗氧气0.25mol,标准状况下体积为;将这些白磷和水反应生成磷酸0.20mol,溶液体积为50mL,也就是,则磷酸溶液的物质的量浓度为4
2、.00mol/L;2)根据该水溶液中含有溶质的物质的量和氢氧化钙悬浊液中溶质的物质的量,根据质量守恒,可知该物质中含有5个钙离子和3个磷酸根离子,结合电荷守恒,必还含有1个氢氧根离子,写作:Ca5(PO4)3(OH);3)根据题意x为整数,其可能为:PCl4Br、PCl3Br2、PCl2Br3、PClBr4四种,要是有三种不同结构的话,结合PCl5的结构,其可能为:PCl3Br2或PCl2Br3,则其相对分子质量可能为:297.5或342;4)根据题意和质量守恒定律,可求出化合物提供的Cl原子的物质的量为:molmol4=0.4mol;则磷腈化合物中含有的Cl原子为:0.2mol、P原子为:、
3、N原子为:,则该化合物的最简式为:PNCl2;假设其分子式为(PNCl2)x,由其含有的碳原子总数小于20,则知:4x20,故x5;假设x=4,其分子式为: P4N4Cl8,相对分子质量为464;假设x=3,其分子式为: P3N3Cl6,相对分子质量为:348;假设x=2,其分子式为:P2N2Cl4,相对分子质量 AsH3 PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl,3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4解析 本题可结合问题作答
4、。W的氯化物为正四体型,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。(1)SiO2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N,则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。(3)Y的最高价氧化的的水化物为强酸,且与Si、N等相邻,则只能是S。R为As,所以R的最高价化合物应为As2S5。(4)显然x为P元素。氢化物沸点顺序为NH3 AsH3 PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同,分子间作用力不同。SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。,结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可。9(09北京卷27)
5、某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将氧化成,而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知:氢氧化钠溶液不与反应,能与反应实验应避免有害气体排放到空气中,装置、中乘放的药品依次是 滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后 装置中发生反应的化学方程式是 装置的作用是 ,发生反应的化学方程式是 该小组得出的结论依据的试验现象是 试验结束后,同学们发现装置中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致
6、,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)加热该绿色溶液,观察颜色变化加水稀释绿色溶液,观察颜色变化向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体,观察颜色变化答案 (1)3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O(4)将NO2转化为NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO(5)装置中液面上方气体仍为无色,装置中液面上
7、方气体由无色变为红棕色(6)a c d10(09四川卷27) 已知A-O分别代表一种物质,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略去)。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出氢气。D是一种离子化合物,其阴阳离子的个数比为2:3,且能与水反就应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物,O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。请回答下列问题:组成B单质的元素位于周期表第_周期,第_族。化合物C的电子式为_。J的沸点比硒化氢(H2Se)的沸点高,其原因是_。写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式:_。写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式:_。上图中,在同一反
8、应里一种物质作氧化剂,又作还原剂,这样的反应共有_个。答案 (1)三 II A (2)水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强 (3) (4) (5)2 11(09上海卷31)烟气中是NO和的混合物(不含)。(1)根据废气排放标准,烟气最高允许含400mg。若中NO质量分数为0.85,则烟气中最高允许含NO_L(标准状况,保留2位小数)。水溶液(密度/mL)作为吸收剂,该碳酸钠溶液物质的量浓度为_mol/L(保留2位小数)。(3)已知: 含2000mg的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收。若吸收率为80%,吸收后的烟气_排放标准(填“符合”或“不符合”),理由:_。(4)加入硝酸可
9、改变烟气中NO和NO2的比,反应为: NO+2HNO33NO2+H2O 当烟气中时,吸收率最高。 烟气含2000mg,其中。计算:(i)为了达到最高吸收率,烟气需用硝酸的物质的量(保留3位小数)。 (ii)烟气达到最高吸收率90%时,吸收后生成NaNO2的质量(假设上述吸收反应中,反应比反应迅速。计算结果保留1位小数)。答案 (3)不符合 因吸收后烟气总体积减小,含量仍超过(4)(i) (ii) 12(09海南卷20)20-1下列有关肥皂的叙述中错误的是: ( ) A肥皂与纯碱的去污原理相同 B肥皂可以加速油污在水中的分散 C肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的 D肥皂主要成分的分子中含有亲油基团
10、和亲水基团20-2下列使用化肥、农药的描述中正确的是: ( ) A高温多雨时比较适合施用钾肥 B长期施用硫铵会造成土壤板结 C石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用 D过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用20-3下列有关硬水及其软化的说法中错误的是: ( ) A离子交换法可以软化硬水 B硬水中含有较多Ca2+、Mg2+ C生产、生活使用的天然水必须经软化 D加热可使暂时硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀20-4 工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题: (1)氨催化氧化的化学方程式为 : (2)原料气中空气必须过
11、量,其主要原因是 ; (3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 ; (4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方程式为 ,为了提高水对二氧化氮的吸收率,可采取的措施为 (答2项)答案 20-1 A 20-2 B 20-3 C 20-4 (2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率 (3)增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积 (4) 加压 降温 20052008年高考题一、选择题1.(08全国11)已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g);H =-1 025 KJ/mol,该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是 ( )答案 C解析
12、由于该反应为放热反应,升高温度平衡左移,NO的含量降低,因此A正确、C错;又由于该反应为气体体积增大的反应,增大压强平衡左移,因此压强越大,NO的含量越低,故B正确;而催化剂只能提高反应速率,不会引起平衡的移动,因此D正确。2.(07上海理综10)将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是( )答案 D解析 人工合成氨利用了空气中的N2,所以能实现人工固氮的是D。3.(06上海16)将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是 ( )A.反应速率,两者相同B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深D.反应中转移的电子
13、总数:前者多,后者少答案 B解析 铜片与浓、稀HNO3的反应方程式分别为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,因浓度越大反应速率越大,所以A错;又因NO2为红棕色,NO为无色,所以C错;因两种酸都过量,铜完全溶解,所以转移电子数相等,D错;由方程式不难看出,同质量的铜消耗浓HNO3多,故选B。4.(05上海3)据报道,科学家已成功合成了少量N4,有关N4的说法正确的是 ( )4是N2的同素异形体4是N2的同分异构体4和N2所含原子个数比为124的摩尔质量是56 g答案 A解析 本题是“同素异形体”、“同分异
14、构体”等基本概念的考查,以及“摩尔质量”单位及其有关计算的考查,是考生应掌握的基础知识。A项考查“同素异形体”概念:同种元素形成的不同单质之间的互称,N4和N2都是氮元素形成的单质,故A正确;B项中N4和N2很显然组成分子的原子的个数不同,故不可能是“同分子式”;C项中相同质量的N4和N2中所含原子个数比应是:总质量除以氮原子的摩尔质量之比,因总质量相同、摩尔质量相同,故应是11;D项中摩尔质量的单位应是gmol-1;故选A。5.(04广东2)上世纪80年代后期人们逐渐认识到,NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是 ( ) 答案 D解析 NO是由非金属元素氮和氧通过
15、极性共价键而形成的极性分子,NO是造成光化学烟雾的因素之一,它主要来源于煤和石油产品的燃烧、汽车尾气及HNO3工厂废气等。1个NO分子所含电子的总数为7+8=15,故D选项不正确。二、非选择题6.(08北京理综27)X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子,均由原子序数小于10的元素组成,X有5个原子核。通常状况下,W为无色液体。已知:(1)Y的电子式是 。(2)液态Z与W的电离相似,都可电离出电子数相同的两种离子,液态Z的电离方程式是 。(3)用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作:a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。b.关闭止水夹,点燃红磷,伸入瓶
16、中,塞好胶塞。c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向烧杯中滴入少量稀硝酸。步骤c后还缺少的一步主要操作是 。红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是: 。步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是 。反应的离子方程式是 。(4)一定温度下,将1 mol N2O4置于密闭容器中,保持压强不变,升高温度至T1的过程中,气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中,气体逐渐变为无色。若保持T2,增大压强,气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图所示。温度在T1T2之间,反应的化学方程式是 。温度在T2T3之间,气体的平均相对分子质量是(保留1位小数) 。答
17、案 (1)(2)2NH3(l) NH-2+NH+4(3)打开止水夹,通入少量氧气P2O5+6OH-=2PO+3H2OCu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色3Cu+8H+2NO 3Cu2+2NO+4H2O(4)2NO2 2NO+O2解析 由题目中X有5个原子核,W为无色液体(H2O)且发生了X+Y Z+W的反应可知X为NH,Y为OH-,Z为NH3,W为H2O。(1)OH-电子式为 。(2)2NH3(1) NH+NH(3)因实验目的中要求验证NO的还原性,而a、b、c三个步骤只是制NO并没有完成该目的,故应该打开止水夹,通入少量空气看是否产生红棕色气体。因为适量红磷、热NaOH溶液过量
18、,则反应产物为Na3PO4。可以先写化学方程式:P2O5+3H2O 2H3PO4H3PO4+3NaOH Na3PO4+3H2O合写可得:P2O5+6NaOH 2Na3PO4+3H2O气、液、固的三方向变化要答全。3Cu+8H+2NNO3- 3Cu2+2NO+4H2O(4)据题图分析:T1时气体的物质的量为2 mol,则必定是NO22 mol,T2时刻气体的物质的量变为了3 mol,据所学知识只可能发生2NO2 2NO+O2的反应。T2T3之间无论反应与否,质量为1 mol N2O4的质量为92 g,物质的量为3 mol,则平均摩尔质量为M=30.7 gmol-1,故平均相对分子质量为30.7。
19、7.(08广东24)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2105 Pa、反应时间3 h):T/K303313323353NH3生成量/(10-6 mol)相应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+O2(g)H=+765.2 kJmol-1回答下列问题:(1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。(2)与目前广泛使
20、用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算:该条件下N2的平衡转化率;该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。答案 (1) (2)升温、增大N2浓度、不断移出生成物(3)66.7% 10-3mol2L-2解析 (1)催化剂能降低反应的活化能,改变反应的
21、历程,使一个高能变过程变为几个能量相对低的过程,使反应易发生。要点是有催化剂时能量低而过程阶段多了。图见答案。(2)加快反应速率且增大NH3生成量的方法是升温、增大N2浓度、不断移出生成物。(3)解:设反应过程消耗xmolN2(g)。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)起始物质的量/mol 0.60 1.60 0-x x 2xx)x)+2xx) molNH3(g)的物质的量分数=2xx)=xN2的平衡转化率=100%=66.7%设反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为K。平衡时,c(NH3)=20.40 mol2.0 L=0.40 molL-1c(N2)=(0.60-0.
22、40) mol2.0 L=0.10 molL-1c(H20.40) mol2.0 L=0.20 molL-1K=(0.10 molL-1)(0.20 molL-1)3(0.40 molL-1)210-3mol2L-28.(08全国26)红磷红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据上图回答下列问题:(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是 。上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时,在密闭容器中加入0.80 mol PCl5,反应达
23、到平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率1等于 ;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为2,2 1(填“大于”、“小于”或“等于)。(3)工业上制备PCl5通常分两步进行,先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3,然后降温,再和Cl2反应生成PCl5。原因是 。(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3= ,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4 H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5与足量水充分反应,最终生成两种酸,其化学方程式是 。答案 (1)Cl2(g)+P(s) PCl3(g);H=-306 kJ/mol(2)PCl5(g) P
24、Cl3(g)+Cl2(g);H=93 kJ/mol 25% 大于(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解(4)-399 kJ/mol 等于(5)PCl5+4H2O H3PO4+5HCl解析 (1)产物的总能量减去反应物的总能量就等于反应热,结合图象可知,PCl3和反应物P和Cl2的能量差值为306 kJ,因此该热化学反应方程式为:P(s)+Cl2(g) PCl3(g);H=-306 kJ/mol。(2)根据图象可知PCl5和PCl3之间的能量差值为:93 kJ,因此PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为:PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) H=93 kJ/
25、mol,加入0.80 mol PCl5,剩余0.60 mol,因此PCl5的分解率为:100%=25%,由于该反应H0即为吸热反应,因此升高温度,平衡右移,故21。(3)由于两个反应都是放热反应,降低温度有利于平衡右移,提高产率。同时由于PCl5受热易分解,因此温度低防止其分解。(4)根据盖斯定律求得:H3=-399 kJ/mol。且H3=H4,与反应的途径无关,只与起始物质、终了物质有关。(5)PCl5和水发生反应,生成两种酸只能是H3PO4和HCl,其化学方程式是:PCl5+4H2O H3PO4+5HCl9.(08重庆理综26)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。(1)N
26、2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是 。(2)一定温度下,在恒容密闭容器中N2 O5可发生下列反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g);H0反应达平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将 。(填“增大”或“减小”、“不变”)下表为反应在T1温度下的部分实验数据: t/s05001000c(N2O5)/molL-1则500s内N2O5的分解速率为 。在T3温度下,反应1 000 s时测得NO2的浓度为4.98 molL-1,则T2 T1。(3)如上图所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的 区生成,其电极反应式为 .答案(1)(2)不变0.002 96 mol
27、L-1s-1或小于(3)阳极 N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+解析 (2)因为恒容下充入N2,N2为非反应性气体,所以平衡不移动,因而N2O5的转化率不变。v(N2O5)=0.002 96 molL-1s-1。T1温度下c (NO2)求算:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g);H02 4-2.48 c(NO2)c(NO2)=2(5.00-2.48) molL-1=5.04 molL-14.98 molL-1,由于反应是吸热反应,故温度越高NO2的浓度越大,所以得到T2T1。(3)由图中给定两极物质可以判断N2O5必是由N2O4氧化生成,所以N2O5在阳极产生。据电极反应
28、离子放电顺序可知:阴极发生2H+2e-H2的反应,则阳极为N2O4+2HNO3-2e- 2N2O5+2H+。10.(07江苏21)工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品。请按要求回答 下列问题:(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式: 、 。(2)在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中,按一定比例加入氨水或碳酸氢铵,此时溶液的温度会自行降低,并析出晶体。导致溶液温度降低的原因可能是 ;析出的晶体可用于造纸工
29、业,也可用于照相用显影液的生产。已知该结晶水合物的相对分子质量为134,则其化学式为 ;生产中往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚或对苯二胺等物质,其目的是 。(3)能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是 。(填字母)4溶液、稀H2SO4C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液答案 (1)2H2SO3+O2 2H2SO42(NH4)2SO3+O2 2(NH4)2SO42NH4HSO3+O2 2NH4HSO4(任填两个)(2)反应吸热(NH4)2SO3H2O防止亚硫酸铵被氧化(3)BC解析 (1)本题要注意题目要求的是写出两个氧化还原反应的方程式(见答案)。(2)溶液温度降低一定是反应吸热所致;析出的晶体
30、用于造纸和显影液,说明晶体中含有还原性+4价硫,因此推知晶体的主要成分为(NH4)2SO3,根据相对分子质量为134,可推出其化学式为(NH4)2SO3H2O;根据对苯二酚具有还原性(或+4价硫有还原性)推出加入对苯二酚和对苯二胺的目的(见答案)。(3)要测定尾气中SO2的含量,则所选物质的反应要较唯一,且反应后现象明显,故选B、C。11.(06江苏21)稀薄燃烧是指汽油在较大空气/燃比(空气与燃油气的体积比)条件下的燃烧。随着全球能源危机的加剧,稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视,但稀薄燃烧时,常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如
31、图所示。(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外,还具有的优点是 (填一项)。排放到大气中的NOx会导致酸雨、 等环境问题(填一项)。(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 。(3)若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体:纯NO气体,汽车尾气。消耗NH3的物质的量较多的可能是 (
32、填字母),原因是 。A.B.答案 (1)减少CO和碳氢化合物的污染 光化学烟雾或破坏臭氧层(2)溶液显色所需要的时间(3)A 汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物,少消耗NH3或B 汽车尾气中含有一定量的NO2,多消耗NH3或C 汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体,二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少解析 本题以燃油气燃烧过程产生污染这一社会关注问题为背景,考查了环保知识和探究催化剂性能的过程及问题分析,这是一道开放性、探究性很好的试题,侧重考查了学生的自学能力、分析探究问题的能力,要求学生平日要善于思考和分析,关注社会热点,善于运用所学知识解释和解
33、决生活中遇到的实际问题、做到理论联系实际。(1)因燃油气燃烧过程中可产生对空气有污染的CO、NOx、碳氢化合物等大气污染物,结合“空/燃比”的含义和题图可以推知,增大“空/燃比”可以减少CO、碳氢化合物的排放从而减少污染,根据课本知识可推出排放到大气中的NOx可导致酸雨及光化学烟雾(或破坏臭氧层)而引起环境污染。(2)因实验的目的是探究催化剂的催化性,而从所给的探究步骤中,有滴有酚酞的稀硫酸(该溶液为无色),所以肯定是利用NH3与硫酸的酚酞溶液作用显红色的快慢来检测催化性能。只要记录显色所需时间即可。(3)根据氧化还原反应中电子得失守恒原则可推知,若汽车尾气中会有一定量的CO和碳氢化合物,因它
34、们也可以还原NOx,则所消耗氨气就少,若汽车尾气中含NO2,则因NO2也可氧化NH3,则消耗的氨气就多。12.(06上海31)已知:4NO+3O2+2H2O 4HNO3,请完成下列填空及计算:(1)a mol NO完全转化为HNO3需要氧气 mol。(2)为使NH3恰好完全氧化为一氧化氮,氨与空气混合物中氨的体积分数为 (保留2位小数)。(3)20.0 mol的NH3用空气氧化,产生混合物的组成为NO 18.0 mol、O2 12.0 mol、N2 150.0 mol和一定量的硝酸,以及其他成分。(高温下NO和O2不反应)计算氨转化为NO和HNO3的转化率。(4)20.0 mol的NH3和一定
35、量空气充分反应后,再转化为HNO3。在下图中画出HNO3的物质的量n(A)和空气的物质的量n(B)关系的理论曲线。写出当125n(B)200时,n(A)和n(B)的关系式 。答案 (1) (2)0.14 (3)97.5%(4)n(A)=解析 (3)设生成HNO3的物质的量为x。则4(2x+18.0 mol+12.0 mol)=150.0 mol解得x=1.5 molNH3的转化率=100%=97.5%13.(05天津理综29)磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷(P)在3.2 g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示
36、)是 ,其相应的质量(g)为 。(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJmol-1,则1 mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热H= 。(3)写出1 mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式: 。答案 (1)P2O3、P2O5 (2)-(20X-Y)kJmol-1(3)P(s)+O2(g) P2O3(s)H=-(20X-Y) kJmol-114.(05上海31)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2(1)根据反应,每产生22.4 L(标准状况下)CO2,吸收液质量将
37、增加 g。(2)配制1 000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO310H2O 克?(3)现有1 000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4 L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44 g。计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。1 000 g质量分数为21.2%的纯碱在20经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688 g水,冷却到0,最多可析出NaNO2多少克?(0时,NaNO2的溶解度为71.2 g/100 g水)答案 (1)48 (2)572(3)53(4)101.3解析 本题是考察学生综合计算能力的考查题,既有根据化学方程式的计算内容
38、,又有质量分数和有关溶解度的计算内容;既考查了学生的计算能力,又考查了学生的计算方法,是一道典型的综合计算题。(1)根据化学反应方程式用差量法计算:2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2 m106 g 69g85g 22.4 L 48 g22.4 L mm=48 g(2)根据Na2CO3质量守恒有:1000 g21.2%=m(Na2CO310H2O) m(Na2CO310H2O)=572 g(3)2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2 m=48 gNO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2 m=32 g设由NO2与纯碱反应产生的CO2的物质的量为a,由NO
39、和NO2与纯碱反应产生的CO2的物质的量为ba=0.75 mol b=0.25 moln(NaNO2)n(NaNO3)=53设生成的NaNO2的物质的量为5x,NaNO3的物质的量为3x,据Na+守恒:5x+3x=2,解得x=0.5 mol。m(NaNO2)=172.5 g,m(H2O)=1 000 g78.8%-688 g=100 g析出:m(最大)(NaNO2)=172.5 g-71.2 g=101.3 g第二部分 四年联考题汇编2010年联考题题组一一、选择题1.(2010上海市十三校高三下学期联考)和是大气的污染物,可用潮溶液吸收,反应式: 现有a升 (其中还含有20的)和b升的混合气
40、体,被200ml 溶液完全吸收,则ab的值可能是(气体体积均已经折算为标准状况下) A0.75B0.85C0.8D1答案 BD2.(贵州省凯里一中2010届高三第十模)取四等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应: 2NO2(g)N2O4(g);Hc(NH4+) c (H) c(OH)D如果将氨水换为NaOH溶液,则滴加20mL时溶液的pH一定小于C点的pH答案 A3.(2010年威海市高三二模)氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上,下列说法正确的是AFe2+、Mg2+、Cl、NO3能大量共存于pH =0的溶液中 B1L浓度为l molL1的NH4Cl溶液中
41、含有NA个NH4+C除去NO中混有的少量NO2,可将混合气体通过盛有水的洗气瓶,再用排空气法收集NOD不论是浓硝酸还是稀硝酸,与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性答案 D二、非选择题4.(安徽省安庆市2010届高三模拟题)合成氨工业的部分工艺流程如下图所示:催化剂高温、高压N2、H2氮气氢气混合气产品净化循环气体压缩请你回答下列问题:(1)已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g);Jmol-1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ;H=905kJmol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;H=Jmol-1则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的H=_
42、。(2)改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_。A.增大压强 B.降低温度 C.使用催化剂 D. 增大反应物的浓度 (3)在一定条件下,将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中,反应情况如右图所示: 图求5min内的平均反应速率v(NH3)=_达到平衡时NH3的体积分数为_%H2N2N2NH3H2H+SCY固体介质钯电极A钯电极B(4)近年来科学家提出了电解合成氨的方法:采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了高转化率的电解法合成氨(装置如右图)请回答:钯电极A是电解池的_极(填“阳”或“阴”),该
43、极上的电极反应式是_答案(1) Jmol-1 (2) AD(3)0.04mol/(Lmin) 40(4) 阴 ; N2 + 6e+6H+= 2NH3 5.(河南省豫南九校2010年高考仿真模拟)某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论:运用类比的思想,既然氨气具有还原性,能否象H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与活动并完成下列研究:(一)制取氨气(1)实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是 (填编号)氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热;固体氢氧化钠中滴加浓氨水;固态氯化铵加热分解;固态硝酸铵加热分解;固态氯化铵与熟石灰混合加热。(2)写出实验室制取氨气的化学方
44、程式 。(二)实验探究该小组成员设计实验探究氨气还原性及产物,提供实验装置如下:(1)请你根据提供的装置从左至右连接接口序号( )( )( )( )( )( )(2)该装置在设计上有一定的缺陷,为确保实验结果的准确性,你对该装置的改进措施是 。(3)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO全部变为红色物质,无水CuSO4变蓝,同时生成一种无污染的气体。请写出NH3与CuO反应的化学方程式 。(4)装置B的作用是: 。(三)提出并解决问题有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末,是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+能自身发生氧化还原反应。请你设计一个
45、简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O: 。答案(一)(1) (2分)(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O (2分)(二)(1)gabefd (3分)(2)在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管 (2分)(3)3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O (2分)(4)吸收尾气,防止倒吸;隔绝空气,防止空气中水蒸气进入D中(2分)(三) 取少量样品,加入稀H2SO4,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之,则没有。(3分)6.(安徽省安庆一中2010届高三三模)氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物,必须加以处理。(1)汽车尾气中的CO、NOx采用催
46、化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应化学方程式可表示为:_。(2)工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法,原理是NH3和NOx反应生成无毒的物质。某同学采用以下装置(见下图)和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。.提供的装置。.NH3的制取。所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是:_(填仪器序号)。若采用C装置制取氨气(控制实验条件相同),情况如表所示。实验记录试剂组合序号固体试剂/gNH3体积/mLa Ca(OH)2(过量) NH4Cl2688b Ca(OH)2(过量) (NH4)2SO42728c NaOH(过量) NH4Cl3136d NaOH(过量) (NH
47、4)2SO43118e CaO(过量) NH4Cl3506f CaO(过量) (NH4)2SO43584分析表中数据,实验室制NH3产率最高的是:_(填序号),其他组合NH3产率不高的原因是:_。.模拟尾气的处理。选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置:A D F E BCA中反应的离子方程式:_。D装置作用除使气体混合均匀和调节气流速度以外,还有一个作用是_。D装置中的液体可换成_(填序号)。4242SO4该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是_。答案7.(2010年福建省泉州市高三5月质检)B原子P原子磷化硼(BP)和氮化硼(BN)是受到高度关注的耐磨涂料,它们的结构
48、相似,右下图为磷化硼晶体结构中最小的重复结构单元。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成:BBr3PBr33H2BP6HBr。回答下列问题:(1)写出基态磷原子的电子排布式(2)磷化硼的晶体类型是,B原子的杂化方式是。(3)电负性:N B (填“”、“ 0,下列研究目的和示意图相符的是()ABCD研究目的压强对反应的影响(P2P1)温度对反应的影响平衡体系增加N2对反应的影响催化剂对反应的影响图示答案 C 2.(安徽省怀宁中学2010届高三3月月考)常温时,将V1mL c1molL1的氨水滴加到V2mL c2moLL1的盐酸中,下列结论中正确的是()A.若混合溶液的pH=7,则c1V
49、1c2V2 1=V2,c1=c2,则溶液中c (NH4+) = c (Cl-)C.若混合溶液的pH=7,则溶液中c (NH4+)c (Cl-)1=V2,且混合液的pH7,则可能有c1 = c2答案 AD3.(湖北省荆门市一中高三上学期期中考试)在室温下,向一定量的稀氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的稀盐酸,直至盐酸过量。则下列叙述不正确的是B.当滴加盐酸至溶液pH=7时,此时溶液中,c(NH4+)=c(Cl-)C.当滴加盐酸至溶液pH7,则此时溶液中溶质一定是NH4Cl和NH3H2O答案 A4.(安徽省怀宁中学2010届高三3月月考) 69%的浓HNO3(密度为/cm3)与 molL-1 HNO
50、3的浓度相比()A.是同一浓度的不同表示方法 B.数值不同,也能换算为相同值C.不同浓度的两种硝酸溶液 D.无法比较其大小答案 AB5.(河南省内乡一高2010届高三第一次月考)区别NO2和溴蒸气应当选用的试剂是()A淀粉碘化钾试B硝酸银溶液C石蕊试液D酚酞试液答案 B6.(吉林省通化一中2010届高三月考)稀硝酸作为较强氧化剂在溶液中发生的反应是: 2NO3+8H+6e=2NO+4H2O,下列离子能让此反应过程发生的是 Fe2+;Mg2+;SO32-;S2-;I-;ClO-。A B C D答案 A7.(福建省龙岩市三校2010届高三上学期期末联考)用于净化汽车尾气的反应:2NO(g)2CO(
51、g)2CO2(g)N2(g),已知该反应速率极慢,570K时平衡常数为11059。下列说法正确的是A. 装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COB. 提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C. 提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂D. 570K时该反应正向进行的程度很大,故使用催化剂并无实际意义答案 C8.(湖北省荆门市一中高三上学期期中考试)三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有: HF、 NO 和 HNO3 。则下列说法正确的是:A.反应过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为2:1 3在空气中泄漏时不易被察觉3
52、泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染D.若反应中生成1.0mol HNO31023答案 C二、非选择题9.(北京市顺义区2010届高三一模)氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答:(1)实验室制取氨气的化学方程式是 。(2)右图是进行氨气喷泉实验的装置,引发喷泉的操作步骤是 。 氨气使烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是_(用电离方程式表示)。(3)该小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物。 实验现象为:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方
53、程式 。 碱石灰的作用是 。 该装置存在明显缺陷,请指出存在的问题并提出改进意见 。 (4)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知:Cu2O是一种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+的稳定性比Cu2+差(Cu+ Cu + Cu2+)。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O。 ;(5)工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一。为了治理污染,工业上常用氨气与之发生反应:NOx+NH3N2+H2O,使其转化为无毒的N2 。现有NO2和NO的混合气体 L,跟 L(同温同压下)NH3反应,恰好使其全部转化为氮气,则原混合气体中,NO2与NO的体积比是_。答案(
54、1)2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3+2H2O (2分) (2)轻轻挤压滴管,是少量水加入烧瓶,然后打开止水夹K。(2分) NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH (2分)(3) 3CuO + 2NH3 3Cu + N2 + 3H2O (2分) 吸收氨气中混有的水蒸气,防止干扰产物水的测定。(2分) 此装置无有尾气吸收装置,NH3排入大气,污染环境;(1分)连接一个吸收氨气装置如右图所示:(合理即给分)。(1分)(4)取少许样品于试管中,加入稀H2SO4,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O;反之则没有 (2分)(5)7 : 3 (2分)10.(安
55、徽身六安市第二中学2010届高三上学期第一次月考)在加热条件下发生某一化学反应,现对反应体系内的X、Y、Z、Q四种物质进行测定,测得如下数据:物质XYZQ反应前质量/g反应后质量/g待测数据请回答下列问题:(1)上表中“待测数据”的数值是 ,此密闭容器反应类型属于_(填基本反应类型)。(2)若X是水,Y是氮的氧化物,且反应式的计量系数比n(X):n(Y):n(Z):n(Q)=2:4:4:1,写出化学反应方程式: 。(3)反应结束后若将反应体系内的Y物质取出,在标准状况下测得其体积小于,其原因是 。答案(1)23,分解反应 (2)4HNO3 4NO2+O2+2H2O(3)因为2NO2 N2O4存
56、在的平衡,有部分二氧化氮转化为四氧化二氮使体积变小。11.(北京市东城区2010届高三综合练习)氮及其化合物与人们的生活息息相关。 (1)氮元素在周期表中的位置是 。 (2)实验室可用铜与稀硝酸反应制取NO,其离子方程式是 。为防止环境污染,可用碱液吸收氮的氧化物。NO与NO2按物质的量之比1:1被NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该钠盐的化学式是 。 (3)已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=574kJmol-1CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=1160kJmol-1 根据和4恰好将NO2转化为N2时,
57、H= 。 关于和,下列说法正确的是 (填字母)。 a. 由于反应可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) H7时,c(Cl)c()c(OH) c(H+) B当pH=7时,c()c(Cl)c(H+)=c(OH)C当pHc(Cl)c(H+)c(OH)D当氨水与盐酸恰好完全反应时,c(Cl)c()c(H+)c(OH)答案 D2.(湖北省荆州中学2010年高一上学期期末考试)将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是( )1.2mL2.4mL3.6mL4mLABCD答案 D3.(重庆西南师
58、大附中2010年高二上学期期末考试)在 50时,液氨和水一样,是一种极性溶剂,可发生如下电离:2NH3NH4+ +NH2,两种离子的平衡浓度均为11015mol/L,下列有关叙述正确的是( )A此温度下,液氨的离子积常数为11015B保持温度不变,在液氨中放入NaNH2,则液氨离子积常数增大C保持温度不变,在液氨中加入NH4Cl固体,液氨电离程度减小,NH4+浓度增大D向NH4Cl的液氨溶液中,再加入一定量的溶剂液氨,各微粒浓度都减小答案 C4.(贵州省清华实验学校2010届高三上学期期末考试)相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中,pH值最小的是 ( )ANH4Cl BNH4HCO3 CNH4
59、HSO4 D(NH4)2SO4答案 C5.(贵州省清华实验学校2010届高三上学期期末考试)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:3 NF3 + 5 H2O = 2 NO + HNO3 + 9 HF。下列有关该反应的说法正确的是 ( )3是氧化剂,H2O是还原剂 B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1C.若生成0.2 mol HNO3,则转移0.2 mol电子3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体答案 D6.(重庆西南师大附中2010年高二上学期期末考试)关于合成氨的反应N2+3H22NH3,下列有关说法不正确的是( )A选择工业反应条件时,要综合考
60、虑反应的快慢和反应进行的程度B升高温度与加催化剂都能增大反应物活化分子百分率C根据勒夏特列原理,为了使反应正向移动,工业上选择高温高压合成氨D若2v(N2)正 = v(NH3)逆,则反应达平衡答案 C7.(安徽省屯溪一中2010届高三上学期期中考试)X、Y、Z、W、Q 均为含氮的化合物,我们不了解它们的化学式,但知道它们在一定条件下有如下转换关系(未配平): (1) XW + O2 ; (2) Z + Y + NaOHH2O + W (3) Y + SO2Z + SO3 (4) Q + YZ + H2O (5) X + Cu + H2SO4(浓) Cu2+ + Y + SO42-则这五种化合物
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