高中化学鲁科版化学与技术主题一空气资源氨的合成单元测试学业分层测评3

学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是()A．CO2 B．COC．NO2 D．Cl2【答案】C2．关于NO的下列叙述不正确的是()A．NO可以是某些含低价N元素物质被氧化的产物B．NO不是亚硝酸酐C．NO可以是某些含高价N元素物质被还原的产物D．NO是红棕色气体【解析】NO中N为＋2价，故NO既有氧化性，又有还原性，可以为低价含N物质失去电子被氧化的产物，也可为高价含N物质得到电子被还原的产物。N2O3为亚硝酸酐。D项不正确，NO为无色。【答案】D3．化工生产中的废气和汽车尾气的排放是造成大气污染的主要原因。下列气体经过处理后可用做燃料的是()A．硫酸工业尾气 B．硝酸工业尾气C．汽车尾气 D．高炉煤气【解析】各选项与主要污染物的对应关系是：A——二氧化硫、三氧化硫；B——一氧化氮、二氧化氮；C——一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和烃；D——一氧化碳、二氧化碳。由于汽车尾气很分散，而目前甚至于今后一段时间内，将汽车尾气转化为燃料还不现实，故选D。【答案】D4．在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()\f(a,b) \f(a,2b)\f(a,a＋2b) \f(a,2a＋b)【解析】根据原子守恒得答案为：eq\f(a,a＋2b)。【答案】C5．3NO2＋H2O=2HNO3＋NO为工业上氨催化氧化法制硝酸的反应之一，该反应中NO2的作用是()A．只作氧化剂B．只作还原剂C．既作氧化剂又作还原剂D．既不作氧化剂又不作还原剂【解析】该反应二氧化氮中N元素的化合价由＋4价变为＋5价和＋2价，二氧化氮既失电子又得电子，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂，故选C。【答案】C6．下列反应既属于离子反应，又属于氧化还原反应的是()【导学号：28920231】A．4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化剂),\s\do8(高温))4NO＋6H2OB．2NO＋O2=2NO2C．3NO2＋H2O=2HNO3＋NOD．N2O3＋2NaOH=2NaNO2＋H2O【解析】A、B两项反应不属于离子反应；D项反应不属于氧化还原反应。【答案】C7．工业制硝酸的其中一步反应为氨的氧化，反应方程式为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH<0，有关该反应的说法正确的是()A．反应达到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2O)B．反应处于平衡状态时，c(NH3)·c(O2)＝c(NO)·c(H2O)C．其它条件不变，温度越高，氨的转化率越高D．增大压强是加快反应速率并提高NO产率的有效措施【解析】A．反应达到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2O)，各组分浓度不变，故A正确；B.反应处于平衡状态时，体系中各组分的浓度不变，与c(NH3)·c(O2)和c(NO)·c(H2O)是否相等无关，故B错误；C.该反应正反应方向是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，温度越高，氨的转化率越低，故C错误；D.由于增大压强，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮生产量减小，所以寻找合适的催化剂及提高氧气的浓度是加快反应速率并提高NO产率的有效措施，故D错误。故选A。【答案】A8．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体，需用NaOH溶液使其完全吸收至无气体剩余。已知NaOH物质的量浓度为amol·L－1，则需该NaOH溶液的体积是()\f(m,a)L \f(2,3a)L\f(2m＋n,3a)L \f(m＋n,a)L【解析】根据气体全部被吸收，生成的盐是NaNO3和NaNO2，可知钠原子的物质的量等于氮原子的物质的量，即n(NaOH)＝n(NO2)＋n(NO)＝(m＋n)mol，所以NaOH溶液的体积为eq\f(m＋n,a)L。【答案】D9．将20mL二氧化氮和氨气的混合气体，在一定条件下充分反应，化学方程式是6NO2＋8NH37N2＋12H2O。已知参加反应的二氧化氮比氨气少2mL(气体体积均在相同状况下测定)，则原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是：①3∶2②2∶3③3∶7④3∶4，正确的组合为()A．①③ B．②③C．②④ D．①④【解析】注意到给予的反应为可逆反应。NO2、NH3均不可能完全消耗。NO2比NH3少消耗了2mL，具体关系应该为NO2消耗6mL，NH3消耗8mL，两种物质共消耗了14mL，剩余6mL，具体剩余的NO2、NH3各有多少，依据起始的投入来决定。起始投入不确定时，具体剩余的NO2、NH3体积也不确定。反过来，不知道剩余的NO2、NH3体积也就无法确定起始给予的NO2、NH3各多少体积。但是，用极端假设法可以确定起始给予的NO2、NH3的体积范围。假若剩余的气体全部为NO2，则原NO2有(6＋6)mL＝12mL，NH3有8mL，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶2。假若剩余的气体全部为NH3，则原NH3有(8＋6)mL＝14mL，NO2有6mL，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶7，故原混合气体中eq\f(3,7)<eq\f(nNO2,nNH3)<eq\f(3,2)。【答案】C10．将mg氨通过氨氧化法完全制成硝酸，且将硝酸全部溶解在反应中生成的水里制成浓硝酸，其质量分数为()A．% B．50%C．% D．98%【解析】根据4NH3＋5O2=4NO＋6H2O,4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3得关系式：NH3＋2O2=HNO3＋H2O，故溶液相当于1mol水中溶解1molHNO3，故质量分数为eq\f(63g,63g＋18g)×100%＝%。【答案】A[能力提升]11．硝酸工业尾气的净化方法有多种。(1)碱液吸收是一种常用的方法。工业上常用纯碱溶液来吸收尾气中的氮的氧化物，反应的化学方程式为________________________________。如果希望吸收产物全部为硝酸钠，可用浓硝酸处理所得的吸收液，试写出反应的化学方程式：____________________________________________________________________。(2)催化还原法是用还原剂在有催化剂存在的条件下来还原氮的氧化物。如果以NH3为还原剂，可分别将尾气中的NO和NO2还原成N2和H2O，写出这两个反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2NaNO2＋2HNO3=NaNO3＋2NO2↑＋H2O(2)4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up8(催化剂))5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up8(催化剂))7N2＋12H2O12．某化学小组的同学设计了如图的实验装置。将氨气与过量的氧气通入硬质玻璃管中，管中装有Cr2O3催化剂，用酒精灯加热。(1)氨气催化氧化的化学方程式是____________________________________________；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是____________________________________________________________________。(2)停止反应后，立即关闭试管的两个活塞，一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色__________，原因是__________________________________。【答案】(1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化剂),\s\do8(高温))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO2(2)变浅存在2NO2N2O4的平衡，降温平衡右移13．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：(1)某温度下体积为200L的氨合成塔中，测得如下数据：时间(h)浓度(mol·L－1)01234N2c1c1H2c2c2NH30c3c3根据表中数据计算0～2小时内N2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。若起始时与平衡时的压强之比为a，则N2的转化率为________(用含a的代数式表示)。(2)氨气和氧气从145℃已知：4NH3＋5O24NO＋6H2OK1＝1×1053(900℃4NH3＋3O22N2＋6H2OK2＝1×1067(900℃温度较低时以生成________为主，温度高于900℃时，NO产率下降的原因_________________________________________________________________________________________________________________________________。吸收塔中需要补充空气的原因______________________________________。(3)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NO和NO2的去除率高达%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO(NH2)2]反应生成CO2和N2，请写出有关反应化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)由反应速率的计算表达式，可求出v(N2)＝mol·L－1－mol·L－1)/2h＝mol·L－1·h－1。设N2转化xmol。N2＋3H22NH3起始/mol3009000转化/molx3x2x平衡/mol300－x900－3x2x由同温、同体积时，压强之比等于物质的量之比得：eq\f(300＋900,200＋900－2x)＝a，解得x＝600(1－eq\f(1,a))，φ(N2)＝eq\f(x,300)×100%＝2(1－eq\f(1,a))×100%。(2)从图中不难读出低温生成N2，高温生成NO，但当高于900℃时，反应逆向移动，故NO的产率减小。再通入空气，相当于增加反应物，平衡正向移动，NH3(3)根据题中信息，可写出反应物和产物，关键运用化合价和原子守恒来配平。【答案】(1)2(1－1/a)×100%(2)N2生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降进一步与NO反应生成硝酸(3)NO＋NO2＋H2O=2HNO2、CO(NH2)2＋2HNO2=CO2↑＋2N2↑＋3H2O14．如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热，然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶，当三氧化二铬保持红热状态时，移去酒精灯。根据题意回答问题：【导学号：28920232】(1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________，当三氧化二铬红热时，移去酒精灯，原因是：____________________________________________________________________________________________。(2)圆底烧瓶里的实验现象是_______________________________________，鼓入空气的作用是________________________________________________。(3)实验结束后，在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体，写出生成该晶体的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)新制的三氧化二铬催化效果较好。实验室一般用加热分解(NH4)2Cr2O7的方法制三氧化二铬，反应的化学方程式为_________________________________。(5)工业上要获得浓度较大的硝酸，往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸，然后________(填一种操作名称)，实验室里保存浓硝酸的方法是___________________________