硝酸是一种重要的化工原料,工业上一般以氨气为原料来制备硝酸。请回答:
(1)氨气催化氧化的化学方程式为______________________。
(2)氨气若在纯氧中燃烧,则发生反应为4NH3+3O22N2+6H2O,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是________(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为______________________。
(3)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制取Cu2O的方法有:
①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为______________________。
②用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,如图所示.该电解池的阳极反应式为______________________。
氮可以形成多种离子,如N3--,NH2--,N3-,NH4+,N2H5+,N2H62+等,已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的,类似于NH4+,因此有类似于 NH4+的性质。
(1)写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式_________。
(2)NH2-的电子式为__________。
(3)N3-有 ______个电子。
(4)写出二种由多个原子组成的含有与N3-电子数相同的物质的化学式________。
(5)等电子数的微粒往往具有相似的结构,试预测N3-的构型_______________。
(6)据报道,美国科学家卡尔·克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质,由于其具有极强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”。迄今为止,人们对它的结构尚不清楚,只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片,其结构是对称的,5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构,且含有2个N≡N键。则“N5”分子碎片所带电荷是_________。
工业生产硝酸铵的流程图如下图。请回答:
(1)已知 :N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
①在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量_____(填“<”、“>”或“=”)92.4kJ,理由是 。
②为提高氨的产量,获得更大的效益,实际生产中宜采取的措施有 。
A 降低温度 B 最适合催化剂活性的适当高温 C 增大压强
D 降低压强 E 循环利用和不断补充氮气 F 及时移出氨
(2)已知铂铑合金网未预热也会发热。写出氨催化氧化的化学方程式: ,该反应的化学平衡常数表达式K= ,当温度升高时,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在一定温度和压强的密闭容器中,将平均相对分子质量为8.5的H2和N2混合,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的平均相对分子质量为10,请计算此时H2的转化率(写出计算过程)。
现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。
Ⅰ.某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(图1)。
(1)制取氨气。烧瓶中制取NH3的化学方程式为 ,检验三颈瓶集满NH3的方法是 。
(2)关闭a,将吸有2mL水的胶头滴管塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线(图2)。图2中 点时喷泉最剧烈。
Ⅱ.测定NH3•H2O的浓度及电离平衡常数Kb
(3)从三颈瓶中用 (填仪器名称)量取25.00mL氨水至锥形瓶中,用0.0500 mol•L-1HCl滴定。用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如下图。
(4)据图,计算氨水的浓度为 mol•L-1;写出NH3•H2O电离平衡常数Kb的表达式,Kb= ,当pH=11.0时计算Kb的近似值,Kb≈ 。
(5)关于该滴定实验的说法中,正确的是 。
A.锥形瓶中有少量蒸馏水不影响测定结果 |
B.未滴加酸碱指示剂,实验结果不科学 |
C.酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测得氨水的浓度偏高 |
D.滴定终点时俯视读数会导致测得氨水的浓度偏高 |
(1)地壳中含量最高的金属是 ,NaHCO3俗称 ,制造计算机芯片的半导体材料是 ,水晶项链的主要成分是 。
(2)在反应3Cu+8 HNO3(稀)="=" 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,失去电子的是_________(填元素符号),被还原的是_______(填元素符号)。当产生标况下4.48 L气体时消耗单质铜 g,此时转移了_______ mol电子。
现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸的浓度为4mol/L,稀硝酸的浓度为2 mol/L。取10mL混合酸,向其中加入过量铁粉,反应结束后,在标准状况下可收集到的气体成分为 、 ;体积分别是 L、 L。(假设HNO3只被还原为NO)
根据反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,回答下列问题:
(1)还原剂是________,还原产物是________,氧化剂是________,氧化产物是________。
(2)还原剂与还原产物的物质的量之比是________。
(3)当有8 mol HNO3参加反应时,被氧化的物质的质量为________g,反应中转移的电子的物质的量为________ mol。
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式: 。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_ 。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放。
①当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:
_ 。
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO <20CaO <38SrO<56BaO。原因是 ,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式: 。
氮是一种重要的非金属元素,可以形成多种不同类型的化合物,请根据要求回答下列问题:
(1)表示阿伏加德罗常数的数值,69g和的混合气体中含有__________个氧原子;2L 0.6 mol/L溶液中含_________个离子。
(2)三氟化氮()是一种无色,无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,三氟化氮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:、和,
① 写出该反应的化学方程式 .
若反应中生成0.15 mol ,转移的电子数目为________个.
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到:;据题意推测,,三种气体中,氧化性由强到弱的顺序为____________________
③是一种无色、无臭的气体,一旦泄漏,可以用溶液喷淋的方法减少污染,其产物除、、外,还肯定有_____________(填化学式).
(3)氨和联氨()是氮的两种常见化合物,制备联氨可用丙酮为催化剂,将次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式 。
“8·12”天津港危化仓库爆炸,造成生命、财产的特大损失。据查危化仓库中存有大量的钠、钾、白磷(P4)、硝酸铵和氰化钠(NaCN)。请回答下列问题:
(1)钠、钾着火,下列可用来灭火的是 。
A. 水 B.干冰 C.细沙 D.泡沫灭火器
(2)白磷有毒能和氯酸溶液发生氧化还原反应:3P4 + 10HClO3 + 18H2O =" 10HCl" + 12H3PO4,该反应的氧化剂是_________,氧化产物是_________,若有1 mol P4参加反应转移电子为_________mol。
(3)NH4NO3为爆炸物,在不同温度下加热分解,可能发生非氧化还原反应,也可能发生氧化还原反应,下列反应一定不可能发生的是 。
A. NH4NO3 → N2 + O2 + H2O B. NH4NO3 → NH3 + HNO3
C. NH4NO3 → O2 + HNO3 + H2O D. NH4NO3 → N2 + HNO3 + H2O
(4)NaCN属于剧毒物质,有多种无害化处理方法。
①H2O2处理法:NaCN + H2O2 — N2↑+ X + H2O,推测X的化学式为 。
②以TiO2为催化剂用NaClO将CN-氧化成为CNO-,CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。取浓缩后含CN-的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN-的浓度为0.2 mol·L—1)进行实验。写出CNO-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式__________________,若结果测得CO2的质量为1.408g,则该实验中测得CN-被处理的百分率为 。
(1)滑石一种硅酸盐矿物,其化学式为Mg3Si4O10(OH)2,用氧化物的形式表示为 。
(2)除去下列物质中所含杂质(括号内为杂质),写出除去杂质的试剂。
①Fe2O3(Al2O3) ②NO(NO2)
③Cl2 (HCl) ④FeCl3 (FeCl2)
(3)用铝箔包裹0.1mol金属钠,用针扎若干小孔,放入水中,完全反应后,用排水取气法收集到标准状况下气体的体积是_________(填字母序号)
a.1.12L b.>1.12L c.<1.12L
NO分子曾因污染空气而臭名昭著,但随着其“扩张血管、免疫、增强记忆”功能的发现,现在成为当前生命科学研究中的“明星分子”,回答下列问题:
(1)NO的危害在于 。
a.破坏臭氧层 b.参与酸雨和光化学烟雾的形成
c.与人体内血红蛋白结合 d.当它转化为N2后使空气中O2含量降低
(2)NH3与氧气反应可生成NO,化学方程式为 ;若参加反应的NH3为6 mol,则反应中转移了__________mol电子。
(3)一定条件下NO可转化为N2O和另一种红棕色气体,化学方程式为 。
(4)将0.05molNO和0.03molO2气体混合再以适当的速率缓慢通入盛有100mL水的集气瓶中,最终所得溶液中溶质的物质的量浓度为(设溶液体积变化忽视不计) 。
现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积稀硝酸充分反应,反应过程中无气体放出(硝酸的还原产物是NH4NO3)。在反应结束后的溶液中,逐滴加入2mol∙L-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量的关系如图所示。
(1)写出OA段反应的离子方程式:____________________________。
(2)B点时溶液中含有溶质的化学式为____________。
(3)a的数值为__________。
(4)原硝酸溶液中HNO3的物质的量为__________mol。
氮元素在自然界中存在多种价态,结合题干回答下列问题:
23.氮元素原子核外有 个未成对电子,最外层有 种能量不同的电子。
24.氮和磷是同主族元素,下列能说明二者非金属性相对强弱的是 (填编号)。
a.NH3比PH3稳定性强
b.氮气与氢气能直接化合,磷与氢气很难直接化合
c.硝酸显强氧化性,磷酸不显强氧化性
d.氮气常温是气体,磷单质是固体
25.已知,氯胺NH2Cl熔点-66℃,NH4Cl熔点340℃,氯胺的电子式为 ,从物质结构的角度解释两者熔点相差较大的原因 。
26.NH2Cl比HClO稳定性高,易水解,因水解后能产生可杀菌消毒的物质而成为饮用水的缓释消毒剂,NH2Cl发生水解的化学方程式为 。
27.工业上利用铝粉除去含氮废水中的NO3-,当控制溶液pH在10.7左右时,反应过程中生成AlO2-、氮气和氨气,若氮气和氨气的体积比为4:1,则还原剂和氧化剂的物质的量之比为 ,若氮气和氨气的体积比为1:1,则除去0.1mol NO3-,消耗铝______g。
(共16分)
(1)在标准状况下,由CO2和SO2组成的混合气体8.96L,质量是23.6g。此混合物中CO2和SO2的物质的量比是 ① ,SO2的体积分数是 ② , S和O的原子个数比是 ③ 。
(2)现有200 ml Fe2(SO4)3的溶液中含Fe3+ 5.6g,则溶液中SO42-的物质的量浓度是 ④ 。
(3)在反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,得电子的物质是 ⑤ ,参加反应HNO3的和被还原的HNO3分子个数比为 ⑥ ,当生成的NO在标准状况下的体积为11.2L时,该反应转移的电子的物质的量为 ⑦ mol。