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...

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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【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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氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3和TiO2）表面与水发生反应：2N2(g)＋6H2O（1）4NH3(g)＋3O2(g)　 H=＋1530 kJ·mol-1，又知：H2O(g) =　 H2O（1）　 H=－44.0 kJ·mol-1，则4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) H =_____kJ·mol-1。在恒温恒容密闭容器中，当该反应处于平衡状态时，欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，下列措施可行的是_____。（填字母）

A．向平衡混合物中充入Ar　　 B．向平衡混合物中充入O2

C．采用更好的催化剂　　 D．降低反应的温度

（2）①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)△H＜0，某温度下，向容器为1L的密闭容器中通入4 mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂，请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线。_______________。

② 若保持温度和容器体积不变，向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O，此时v正______v逆（填“>”、“=”或“<”）

（3）叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中，工业 生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中，此外还生成两种常见的碱性物质，请写出上述过程的化学方程式_______________________。

（4）羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解，在汞电极上NO3-可转化为NH2OH，以铂为另一极，则该电解反应的总化学方程式_______。

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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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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)。

高三化学计算题中等难度题查看答案及解析

硝酸在化学工业中有着极其广泛的应用。

（1）将1.25 mol的NO、NO2、N2O4混合物（其中NO的体积分数为0.60）通入水中，在空气充足的条件下完全反应后可获得硝酸的物质的量范围是_______________。

（2）向稀硝酸中加入18.4 mol/L的浓硫酸（98%）作吸水剂并蒸馏得浓硝酸，当其浓度下降到87%（密度1.8 g/cm3）以下时，则失去吸水能力。50 mL 18.4 mol/L的浓硫酸作为吸水剂时，最多可吸水_________ g。

（3）在65%的HNO3（质量m1）中加入72%的Mg(NO3)2（质量m2）后蒸馏，分别得到97.5%的HNO3和60%的Mg(NO3)2溶液（其中不含硝酸）。若蒸馏过程中，硝酸、硝酸镁均无损耗，H2O的损耗占总质量的5%，则蒸馏前投料比＝______________。

（4）硝酸工业中的尾气用烧碱进行吸收产物为NaNO2、NaNO3和H2O。现有含0.50mol氮氧化物的尾气，恰好被一定量的NaOH溶液完全吸收。已知反应后溶液含有0.35molNaNO2。若将尾气NO和NO2的平均组成用NOx表示，则x = 　　　　　　　 。

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I、铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及其合金在生产生活中的应用十分广泛。

(1)金属铝的生产是以Al2O3为原料，与冰晶石(Na3AlF6)在熔融状态下进行电解，则化学方程式为：________________________________________________  ．其电极均由石墨材料做成，则电解时不断消耗的电极是 ________________________________________________；(填“阴极”或“阳极”)。

(2)对铝制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．以处理过的铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极反应式为________________________________________________________________________ ；

(3)铝电池性能优越，Al-Ag2O电池可用作水下动力电源，化学反应为2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)4]+6Ag，则负极的电极反应式为________________ ________________，正极附近溶液的pH________________________________________(填变大、不变或变小)。

II、氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

(1)图是在一定温度和压强下N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图，请写出合成氨的热化学反应方程：________________________________________________________________________(△H的数值用含字母a、b的代数式表示)。

(2)工业合成氨反应如下，

在一定温度下，将一定量的N2和H2通入到体积为1L的密闭容器中，反应达到平衡后，改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是________________________ 。

A．增大压强       B．增大反应物的浓度       C．使用催化剂      D．降低温度

Ⅲ、铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：

(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为：

有3mol FeS2参加反应，转移________________________ mol电子。

(2)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。

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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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铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：

（1）常温下，铁制器皿__（填能或不能）存放浓硫酸，是因为__。

（2）Fe2O3与铝粉的混合物称为__，该混合物反应的化学方程式为__；若有1molAl反应，则转移__mol电子。

（3）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为__；检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+的方法是__，从腐蚀废液回收得到金属铜，还需要的试剂是__、__；将铜分离出来的操作是___。

（4）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是__。

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