【加试题】氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。（1）N2O是一种强大的温室气体，在一定条件...

【加试题】氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

（1）N2O是一种强大的温室气体，在一定条件下，其分解的化学方程式为：2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)　 ΔH<0，你认为该反应的逆反应是否自发进行，请判断并说明理由___________。

某研究小组为针对N2O的分解进行研究，常温下，在1L恒容容器中充入0.100mol N2O气体，加热到一定温度后使之反应，请画出容器中气体的总浓度c(总)随时间t变化的总趋势图。_____________

（2）①N2O5是一种新型硝化剂。工业上可用N2O4通过电解制备N2O5，阴、阳极室之间用质子交换膜隔开，两极电解液分别为稀硝酸溶液和溶有N2O4的无水硝酸，用惰性电极电解时，生成N2O5极室的电极反应式为_____________。

②已知，一定条件下有下列反应：

Ⅰ2N2O5(g) 4NO2 (g)+ O2(g)　　　 ΔH1

Ⅱ2NO2(g) 2NO (g)+ O2(g)　　　 ΔH2

Ⅲ2NaOH(aq)+N2O5(g)=2NaNO3(aq)+H2O(1)　　　 ΔH3

写出NO和O2的混合物溶于NaOH溶液生成硝酸盐的热化学方程式___________。

在容积为2L的恒容密闭容器中充入1.00mol N2O5，假设在T℃时只发生反应Ⅰ、Ⅱ，若达到平衡状态后O2为1.00mol，NO2为0.400mol,则T℃时反应Ⅰ的平衡常数的值为_________。

（3）NH3和Cr2O3固体在高温下可以制备多功能材料CrN晶体，其反应为Cr2O3(s)+2NH3(g) 2CrN(s)+3H2O(g)。在800℃时，为降低相同时间内收集到的粗产品中氧的含量，通过提高反应器中NH3(g)流量的工艺手段达成，请解释可能的原因___________。

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氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

I.(1)N2O是一种典型的温空气体，在一定条件下，其分解的化学方程式为:2N2O(g)==2N2(g) +O2(g)　　 △H________________。

(2)已知一定条件下有下列反应:

①2N2O5(g)4NO2(g)+ O2(g)　　 △H1

②2NO2(g)2NO(g)+ O2(g)　　 △H2

③2NaOH(aq)+ N2O5(g)2NaNO3(aq)+H2O(1)　 △H3

写出NO与O2的混合物溶于NaOH 溶液生成硝酸盐的热化学方程式_____________________________。在容积为2L 的恒容密闭容器中充入1.00mol N2O5，假设在T℃时只发生反应①、②，若达到平衡状态后O2 为1.00mol，NO2为0.400mol，则T℃时反应①的平衡常数的值为_______________________。

II.联氨(N2H4)是一种绿色环保的还原剂，其氧化产物为氮气。

(3)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式_______________。

(4)在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3:2，则该分解反应的化学方程式为_____________________________________。

(5)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为:4NH3(g) +4NO(g) +O2(g) 4N2(g) +6H2O(g)△H<0其他条件相同，某2L密闭容器中分别投入2mol NH3、2molNO、lmolO2，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图所示。下列叙述不正确的是_________。

A.在催化剂甲作用下，图中Y点处(210℃) NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率

B.在催化剂甲作用下，高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是催化剂活性降低

C.300℃时，NO的平衡转化率M点高于Z点的原因是乙催化剂催化效率高

D.其他条件不变，增加NH3的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动

III.NH3是一种重要的化工原料。

(6)NH3和Cr2O3 固体高温下可以制备多功能材料CrN晶体，其反应为Cr2O3 (s) +2NH3(g) 2CrN(s)+3H2O(g)。在800℃时，为降低相同时间内收集到的粗产品中氧的含量，通过提高反应器中NH3(g)流量的工艺手段达成，请解释可能的原因_____________________________________________。

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氮的化合物在相互转化、工业生产等方面应用广泛，回答下列问题。

(1)N2O是一种能刺激神经使人发笑的气体，可发生分解反应2N2O=2N2+O2，碘蒸气能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：

第一步： I2(g)＝2I(g) (快反应)

第二步： I(g)+N2O(g)＝N2(g)+IO(g) (慢反应)

第三步： IO(g)+N2O(g)＝N2(g)+O2(g)+I(g) (快反应)

实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是_____(填标号)。

A．温度升高，该反应速率常数k值增大

B．第三步对总反应速率起决定作用

C．第二步活化能比第三步大

D．I2作催化剂，其浓度大小与N2O分解速率无关

(2)温度为T1时，在二个容积均为1L的密闭容器中仅发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H＜0。实验测得：v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数。

①温度为T1时， =________；当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m______n(填“＞”“＜”或“=”)。

②容器Ⅱ中起始时v正_____v逆(填“＞”“＜”或“=”)，理由是_______。

(3)NH3与CO2反应可合成尿素[化学式为CO(NH2)2]，反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行，下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线分别表示温度为T℃时，按不同氨碳比和水碳比投料时，二氧化碳平衡转化率的情况。

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中水碳比的数值分别为0.6～0.7，1～1.1，1.5～1.6，则生产中应选用的水碳比数值范围是______。

②在选择氨碳比时，工程师认为控制在4.0左右比较适宜，不选择4.5，理由是_____。

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铁及其化合物在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。由此产生的等废气处理意义重大。

（1）将应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应为。如图为平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为。据图可知，该反应为_______反应（填“吸热”或“放热”）。设的初始浓度为，根据时的数据计算该反应的平衡常数_________（列式即可）。若4.0Mpa时减小投料比，则的平衡转化率曲线可能位于II线的_________（填“上方”或“下方”）。

（2）时，向某恒温密闭容器中加入一定量的和，发生反应，反应达到平衡后，在时刻，改变某条件，随时间（t）的变化关系如图1所示，则时刻改变的条件可能是______（填写字母）。

a 保持温度不变，压缩容器　　　　　　　　　 b 保持体积不变，升高温度

c 保持体积不变，加少量碳粉　　　　　　　　 d 保持体积不变，增大浓度

（3）在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器（p总）加入1molCO2与足量的碳，发生反应，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示，①650℃时，该反应达平衡后吸收的热量是___________KJ。②T℃时，若向平衡体系中再充入的混合气体，平衡_______________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

（4）已知25℃时，，此温度下若在实验室中配制100mL 5 mol∙L−1FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2 mol∙L−1的盐酸___________mL（忽略加入盐酸体积）。

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铁及其化合物在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。由此产生的CO2、SO2等废气处理意义重大。

（1）将CO2应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应为CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)。如图为CO2平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为3.0MPa、4.0MPa、5.0MPa。据图可知，该反应为____反应（填“吸热”或“放热”）。

设CO2的初始浓度为c0mol•L-1，根据5.0MPa时的数据计算该反应的平衡常数K(240)=_____（列式即可）。若4.0Mpa时减小投料比c(CO2)：c(H2)，则CO2的平衡转化率曲线可能位于II线的____（填“上方”或“下方”）。

（2）T1℃时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe3O4和CO，发生反应Fe3O4（s）+CO（g）3FeO（s）+CO2（g）　　 　　 　 △H1＝+19.3kJ•mol-1，反应达到平衡后，在t1时刻，改变某条件，V（逆）随时间（t）的变化关系如图1所示，则t1时刻改变的条件可能是_____（填写字母）。

a．保持温度不变，压缩容器　　　　　　　　　　 b．保持体积不变，升高温度

c．保持体积不变，加少量碳粉　　　　　　　 d．保持体积不变，增大CO2浓度

（3）在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器（p总）加入1molCO2与足量的碳，发生反应C（s）+CO2（g）2CO（g）　 　 △H3＝+172.4kJ•mol-1，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示：

①650℃时，该反应达平衡后吸收的热量是____kJ。

②T℃时，若向平衡体系中再充入V（CO2）：V（CO）＝4：5的混合气体，平衡____（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

（4）已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×10﹣38，此温度下若在实验室中配制100mL5mol•L-1FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2mol•L-1的盐酸____ mL（忽略加入盐酸体积）。

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聚苯乙烯塑料在生产中有广泛应用。工业中以乙苯()为原料制取装乙烯()的主要途径有

①催化脱氢

②氧化脱氢

③和二氧化碳催化脱氢

(1)苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式为___________。

(2)根据上述信息，能否计算出CO的燃烧热?若不能计算，该空不用作答；若能计算，请写岀CO的燃烧热△H为___________。

(3)某企业以反应①生产苯乙烯。某同学认为：向反应体系①中通入适量的O2，能增加乙苯的转化率，该同学作出判断的依据可能是___________。

(4)在温度为T时，在2L的密闭容器中加入2mol乙苯和2mol二氧化碳，反应到平衡时测得混合物各组成的物质的量均为1.0mol。

①若保持温度和容器容积不变，向该容器中再充入2mol乙苯和2mol二氧化碳达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度___________。

A．等于1mol·L－1　　　 B．小于1mol·L－1 C．大于1mol·L－1 D．不确定

②若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度___________。

A．等于0.5mol·L－1　　 B．小于0.5mol·L－1　　 C．大于0.5mol·L－1　　 D．不确定

(5)温度为T时，在恒容容器中进行上述“①催化脱氢”反应。已知：乙苯的起始浓度为1.0mol·L－1；设起始时总压强为a，平衡时总压强为b，达到平衡时需要的时间为tmin则从反应开始到平衡的过程中苯乙烯的平均反应速率为___________(用代数式表示，下同)；该温度下的化学平衡常数为___________。

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含氮化合物在化学工业中有着重要的应用，回答下列问题：

（1）一定条件下，硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的平衡常数表达式为K=___________；若有1mol硝酸铵完全分解，则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

（2）硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应：O2NC6H4COOC2H5+OH－O2NC6H4COO－+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L－1，T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。

①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________，___________；比较两者大小可得出的结论是______________________。

②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。

③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率，除可适当控制反应温度外，还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。

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氮的氧化物种类较多，有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，他们应用广泛。

（1）N2O是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在加热条件下分解产生，此反应的化学方程式为___________。已知N2O与CO2分子具有相似的结构，试画出N2O的结构式_______。

（2）N2O4可作火箭高能燃料N2H4的氧化剂。

已知：2NO2(g)N2O4(g) △H =－akJ·mol－1；N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H =－bkJ·mol－1；

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H =+ckJ·mol－1；（a、b、c均大于0）。

写出气态腁在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式___________。

（3）平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数（例如p(NO2)=p总×x(NO2)）。写出反应2NO2(g)N2O4(g) △H =－akJ·mol－1平衡常数Kp表达式________（用p总、各气体物质的量分数x表示）。

（4）新型绿色硝化剂N2O5可以N2O4为原料用电解法制备，实验装置如图所示。则电极B接直流电源的____极，电解池中生成N2O5的电极反应式为_____________。

（5）可用氨水吸收NO2、O2生成硝酸铵，写出该反应的离子方程式_____________。

已知25℃时NH3·H2O的电离常数Kb=2×10－5，向500ml0.1mol·L－1硝酸铵溶液中通入标准状况下至少____ml氨气，使溶液呈中性（溶液的体积变化忽略不计）。

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（15分）铁、铝及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。

Ⅰ．某研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）热分解进行研究。该小组同学称取a g硫酸亚铁晶体样品按下图图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B的质量测出x的值。

（1）装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6 g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有　　　　　 　　 。

（2）实验中要持续通入氮气，否则测出的x会　　　　 　 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（3）硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中还残留红棕色固体Fe2O3。

（4）从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一种物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　 　　 。

（5）某研究所利用SDTQ 600热分析仪对硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量-分解温度的关系图如上图图2。根据两种热分解实验的有关数据，可计算出FeSO4•xH2O中的x=　　 　　　　 　 。

Ⅱ．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。

①检验滤液B中是否还含有铁元素的操作方法为：　　　　　　 　　　　　　　　 。

②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为　　 　　　 　　 （填选项编号）。

a．氢氧化钠溶液　　　　 b．硫酸溶液　　　　 c．氨水　　 　　 d．二氧化碳

③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：

边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、　　　　　　　　 （填操作名称）、过滤、洗涤。

（2）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为　　　 　　 　 （填选项编号）。

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化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是　　

A. A　　 B. B　　 C. C　　 D. D

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