5.氮及其化合物间的转化关系 [典型题析] [例1]在F.P.Si.Fe这四种元素中.每种元素都有某些方面区别于某它三种元素.若从中选出氟元素.选择的理由中正确的是( ). (A)最高价氧化物对应的水化物酸性最强 (B)单质与冷水反应最剧烈 (C)单质固态时为分子晶体.熔沸点较低 (D)在氧化物:OF6.P2O5.Fe2O3中.OF6最稳定 [解析]题给四种元素比较.最高价氧化物水化物的酸性最强的是磷酸.单质跟冷水反应最剧烈的是F2.单质固态时为分子晶体的有磷和氟.熔沸点较低的是F2.氧化物中OF6最不稳定.所以应选BC. [例2]在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气.把溶液蒸干后并将剩余物灼烧.最后残余的物质是( ) 氯化钾和碘 氯化钾和溴化钾 [解析]溴化钾和碘化钾都能与氯气反应: 2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 2KI + Cl2 = 2KCl + I2 所以向溶液中通入过量氯气后.溶液中留下氯化钾.溴分子和碘分子.考虑到溴单质极易挥发.所以蒸干过程中.溴单质已挥发掉.考虑到碘单质加热条件下能升华.所以灼烧过程中.碘单质必定已升华了.最后留下的物质必定是氯化钾.选A. [例3]1898年.曾有人发明了固氮的一种方法.该法以石灰石.焦炭.空气为原料.第一步反应是石灰石分解,第二步是使第一步反应产物和焦炭反应.在电炉中的高温下制得第三步反应起始物,第三步反应中另一反应物是空气.该反应也是在电炉中完成的.生成一种固体,第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气.又知该固体中有与N3-互为等电子体的离子. (1)试写出四步反应的化学方程式, (2)试简评该固氮方法. 解析 前二步反应分别是石灰石的分解和制造电石的反应: CaCO3CaO+CO2↑, CaO+3CCaC2+CO↑ 第三步反应是CaC2在高温下与空气中的氮气反应.以取得固氮的效果.由于生成物与N3-互为等电子体的离子.氮元素在此生成物中应为-3价.后者与水反应才更有可能生成NH3.N3-的等电子体有CN22-.C2N3-.如果N为-3价.在CN22-中C为+4价.在C2N3-中C为0价.不合理.因此生成物中的该离子只能为CN22-.其化学方程式为: CaC2+N2CaCN2+C , CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3↑. 这种方法较之现在的合成氨工业.需要消耗大量电能.原料众多.生产成本高.因此.很快被合成氨的催化法代替. 所以答案为:(1)CaCO3CaO+CO2↑, CaO+3CCaC2+CO↑,CaC2+N2CaCN2+C , CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3↑. (2)这种方法.需要消耗大量电能.原料众多.设备重.生产成本高. [例4]为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2和CO2气体.设计了如图所示实验装置.a.b.c为止水夹.B是用于储气的气囊.D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉. 请回答下列问题: (1)实验前欲检查装置A的气密性.可以采取的操作是 , (2)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快.由此设计了虚框部分的装置.则正确的操作顺序是 ①向A装置中加入浓硫酸.加热.使A中产生的气体进入气囊B.当气囊中充入一定量气体时.停止加热, ②待装置A冷却.且气囊B的体积不再变化后.关闭止水夹a.打开止水夹b.慢慢挤压气囊.使气囊B中气体慢慢进入装置C中.待达到实验目的后.关闭止水夹b, ③打开止水夹a和c.关闭止水夹b, (3)实验时.装置C中的现象为 , (4)当D中产生 现象时.可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO2.而不是SO2, A.进气口一端脱脂棉蓝色变浅.出气口一端脱脂棉蓝色不变 B.脱脂棉上蓝色均变浅 C.脱脂棉上蓝色褪去 装置D的作用为 . [解析]实验装置中接了一个储气的气囊.这是课本实验中没有见到过的.但试题主要还是考查卤族和氧族元素化合物基础知识.实验基本操作等. (1)关闭分液漏斗的活塞.打开止水夹a和b.关闭止水夹c.用手捂热圆底烧瓶A.若C中有气泡冒出.移开手掌后.C处导管内有水上升.则证明A装置的气密性良好. (2)③①② (3)品红溶液褪色. (4)A,除去SO2并检验SO2已被除净. [考题预测与专题训练] 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

研究氮及其化合物具有重要意义。请回答下列问题:

(1)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:

2NH3(g) +NO(g) +NO2(g)2N2(g) +3H2O(g) △H<0,反应的氧化剂是________________。

(2)巳知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) △H<0,现将一定量的混合气体通入一恒温密闭容器中反应,浓度随时间变化关系如图所示。则图中两条曲线X和Y,表示N2O4浓度变化的是____,b、c、d三点的化学反应速率大小关系是______;25min时,曲线发生图中变化,可采取的措施是_________。

(3)25时,将NH3溶于水得100 mL0.1 mol • L1的氨水,测得pH=11,则该条件下,NH3 • H2O的电离平衡常数Kb=_______。

(4)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180kJ/mol;

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)  △H=-112kJ/mol;

2C(s)+O2(g)=2CO(g)  △H=-221kJ/mol;

C(s)+O2(g)=CO2 (g)  △H=-393.5kJ/mol。

则反应4CO(g)+2NO2(g)=4CO2 (g)+ N2(g) △H=________。

(5)用电化学法可获得N2O5。如图装置中,阳极的电极反应式为:N2O4+2HNO3-2e=2N2O5+2H,则该电解反应的化学方程式为________________。

 

 

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运用化学反应原理研究碳、氮等元素的单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)如图1表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系.写出石墨转化为金刚石的热化学方程式
 

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(2)CO与H2可在一定条件下反应生成燃料甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0
将2molCO和4molH2置于一体积不变的1L密闭容器中,测定不同条件、不同时间段内CO的转化率,得到下表数据.
时间
\CO转化率
\温度
1小时 2小时 3小时 4小时
T1 30% 50% 80% 80%
T2 35% 60% a1 a2
则温度为T1时该反应的平衡常数为
 

a1、a2、80%三者的大小关系为
 
.(选填“>”“<”“=”无法比较”)根据温度为T1时的数据作出的下列判断中正确的是
 

A.反应在2小时的时候混合气体的密度和相对分子质量均比l小时的大B.反应在3小时的时候,v(H2)=2v(CH30H)
C.若其他条件不变,再充入6molH2,则最多可得到64g CH3OH
D.其他条件不变,若最初加入的H2为2.4mol,则达平衡时CO的转化率为50%
(3)工业中常用以下反应合成氨:N2+3H2?2NH3△H<0.在三个不同条件的密闭容 器中,分别加入浓度均为c(N2)=0.10mol/L,c(H2)=0.30mol/L进行反应时,N2的浓度随时间的变化如图2中的①、②、③曲线所示.
计算③中产物NH3在0-10min的平均反应速率
 
②相对于①条件不同,指出②的条件是
 
,理由是
 

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