- 氮气在自然界的存在
- 共1870题
(16分)有分别含有A、B、C、D、E、F的六瓶无色溶液,这六种溶质均是中学化学中常用的无机试剂。已知纯E为无色油状液体,溶于水时会放出大量热;B、C、D和F是常见金属的盐,且它们的阴离子均不同。现进行如下实验:
①A的溶液有刺激性气味,用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾;
②将A的溶液分别加入其它五种物质的溶液中,只有溶有D、F的溶液中有白色沉淀产生;继续加入过量A溶液时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;
③将B的溶液分别加入C、D、E、F的溶液中,含C、D、F的三种溶液中均产生沉淀,E溶液中有无色、无味气体逸出;
④将C的溶液分别加入D、E、F中,均有白色沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀均不溶。根据上述实验信息,请回答下列问题:
(1)确定化学式A C . E
(2)写出F中沉淀完全溶解的化学方程式 。
(3)B在溶液中电离出的阴离子为 (填化学式),能否确定B在溶液中电离生产的阳离子?若能,写出离子符号,若不能说明进一步鉴定的方法。 。
(4)D在溶液中电离出的阴离子为 (填化学式),能否确定D在溶液中电离生产的阳离子?若能,写出离子符号,若不能说明进一步鉴定的方法。 。
正确答案
(1) NH3 BaCl2 H2SO4
(2)AgOH+2NH3·H2O=" Ag" (NH3)2OH+2H2O
(3)CO32-- 用洁净的铂丝蘸取少量B的溶液,在酒精灯火焰中灼烧,若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液;若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色,则B为K2CO3溶液
(4)SO42 -取少量D的溶液,向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成,继续滴加过量的NaOH溶液,若沉淀溶解,则D为Al2(SO4)3溶液,若沉淀不溶解,则D为MgSO4溶液
略
(本题共10分)短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态,并有下列转化关系(反应条件略去):
已知:a:常见双原子单质分子中,X分子含共价键最多。
b:甲分子中含10个电子,乙分子中含有18个电子。
(1)X的结构式是 。
(2)实验室可用下图所示装置(缺少收集装置,夹持固定装置略去)制备收集甲。
①在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。
②试管中的试剂是(填化学式)
③烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是(用电离方程式表示)
。
④写出工业制甲的化学方程式 。
正确答案
(本题共10分,每个问题各2分)(1) N≡N
(2)①在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。(要求:向下排气,进气导管伸入底部附近)
② Ca(OH)2、NH4Cl ③NH3+H2ONH3·H2O
NH4++OH-
④(不配平或条件不完整均不给分)
试题分析:X是常见双原子气态单质分子,且分子含共价键最多,所以X是氮气。又因为甲分子中含10个电子,乙分子中含有18个电子,因此根据框图中的转化可知,Y是氢气,Z是氯气,甲是氨气,乙是氯化氢,丙是氯化铵。
(1)氮气中含有氮氮三键,结构式是N≡N。
(2)①氨气极易溶于水,且密度小于空气的,所以应该用向下排空气法收集,如图所示。
②实验室制取氨气的试剂是熟石灰和氯化铵。
③氨气溶于水生成一水合氨,溶液显碱性,有关反应的方程式是
NH3+H2ONH3·H2O
NH4++OH-。
④工业上生产氨气的原料是氮气和氢气,反应的化学方程式是N2+3H22NH3。
点评:化学推断题是一类综合性较强的试题,如元素及化合物性质和社会生活,环境保护,化学计算等知识,还可引入学科间综合。它不仅可考察学生对化学知识的理解程度,更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法。解框图题的方法:最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
氨气是化学工业上应用非常广泛的物质。下面仅是它在两方面的重要用途。
“侯氏制碱法”的发明为振兴中国化工工业做出了重要贡献。制碱法的第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳,该反应可表示为:NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3↓+ NH4Cl
现在45℃时,取117g食盐配制成饱和溶液,向其中通入适量氨气后,再向其中通入二氧化碳,使反应进行完全。试计算并回答下列问题(计算结果取三位有效数字)(有关物质的溶解度数据如表,单位:g/100g水)。
(1)117g食盐理论上可以制取纯碱 g;
(2)45℃反应完毕后,有晶体析出;溶液中剩余水 g,析出晶体的质量 g。
(3)过滤除去析出的晶体后再降温至10℃,又有晶体析出,计算所析出晶体的质量共 克
工业制硝酸也是氨气重要用途之一,反应如下:
4NH3+5O2→4NO+6H2O 2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO
将a mol的NH3与b mol的O2混合后,充入一密闭容器,在Pt存在下升温至700℃,充分反应后,冷却至室温。
(4)请讨论b∕a的取值范围及与之对应的溶液的溶质及其物质的量,将结果填于下表中:
正确答案
(1)106g(1分)
(2)280 g 129g (2分)
(3)共30.9g(3分)(其中NH4Cl 14.5g,NaHCO316.4g)
(4)(共6分)
试题分析:
(1)根据计量数可求得得106g。
(2)在45℃时,取117g食盐配制成饱和溶液,需水xg,117/x=37.0/100解得x=316.0,反应消耗水2mol(36g),剩余水280g;其中容纳NaHCO3为39g析出晶体NaHCO3为129g。
(3)根据溶解度计算共30.9g(其中NH4Cl 14.5g,NaHCO316.4g)。
(4)若03,得HNO3为 (4b-5a) ∕3mol ;N完全转化为硝酸为amol。
53.跟据题意主链为OHC-C-C-CHO,另外两个-CH3和一个Br共有5种连接方式。
氮元素及其化合物在国防科学技术生产中有重要应用。
(1)写出实验室制NH3的化学反应方程式
(2)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,氢气的来源是水和碳氢化合物,写出以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 。
(3)在合成氨的原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) △H<0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,可采取的措施有 ,已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化率超过90%,则起始物中,c(H2O)﹕c(CO)不低于 ,
(4)在容积为2L容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g),已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ
若在t0时刻将容器的体积扩大至4L,请在答题卡图中绘出c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅱ
(5)工业上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定条件下合成,其化学反应方程式为
(6)合成尿素时,当氨碳比=4,CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示.
①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率为v正(CO2)(填“>”、“<”或“=”)
②NH3的平衡转化率为 。
正确答案
(1)Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O
(2) CH4+H2OCO+3H2(或CH4+2H2O CO2+4H2)
(3)适当降低温度或吸收除去二氧化碳 13.8
(4)
(5)
(6)① < ②30%
试题分析:(1)在实验室NH3是用铵盐与碱共热制取的,化学反应方程式为:Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O。(2)以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式为CH4+H2O
CO+3H2(或CH4+2H2O CO2+4H2)(3)因为该反应是个反应前后气体体积相等的放热反应。反应达到平衡后,为提高CO的转化率可以适当降低温度或吸收除去二氧化碳或增大水蒸汽的浓度等方法。用平衡三部曲来进行计算。假设起始物中,c(H2O)为xmol/L,在反应过程中 CO的转化率最小为90%,则转化的CO的最小值为0.9xmol/L,
CO(g)+ H2O(g)⇌ CO2(g)+ H2(g)
起始浓度(mol/L) x y 0 0
变化浓度(mol/L) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x
平衡浓度(mol/L) 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x,
根据平衡常数列式:;解得
因此只要二者的比值大于13.8,转化率就会超过90%.(4)当容器的容积由2L变为4L时,反应混合物个物质的浓度都是原来的一半,浓度减小,反应速率减慢,达到平衡所需要的时间延长。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以减小压强,化学平衡不发生移动。容积四原来的2倍,则达到平衡时各物质的浓度都是原平衡的1/2.画图为:
(5)工业上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定条件下合成,其化学反应方程式为(6)①因为在B点时反应达到平衡,在A点还没有达到平衡。反应是从正 反应方向开始的。在达到平衡前的任何时刻,对于任何物质V正都大于V逆。所以A点的逆反应速率v逆(CO2) <B点的正反应速率为v正(CO2)。 ②假设反应开始时c(CO2)=1mol/L,则c(NH3)=4mol/L.当达到平衡时由于CO2的转化率为60%.转化浓度为: 1mol/L×60%=0.6mol/L.根据方程式可知NH3转化浓度为1.2mol/L因此NH3的平衡转化率为(1.2mol/L÷4mol/L) ×100%=30%.
(16分)A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大;A是元素周期表中原子半径最小的元素;B元素最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐X;D与A同主族,且与E同周期;E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的=3/4倍;C与E同主族。
请回答下列问题:
(1)X的化学式为___ __,D的原子结构示意图为___ __。
(2)元素的非金属性C______ E(填“>”、“<”或“=”)。
下列各项中,能说明这一结论的事实有_____ _(填序号)。
①氢化物H2E的酸性比H2C强
②氢化物H2C的热稳定性比H2E强
③氢化物H2E的水溶液放置在空气中会变浑浊
(3)BC和BC2气体可用纯碱溶液吸收,有关化学方程式为:
2 BC2+Na2CO3=NaBC2+NaBC3+CO2↑
BC+BC2+Na2CO3=2NaBC2+CO2↑
① 配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3·10H2O多少克?
② 现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收BC和BC2混合气体,每产生22.4L(标准状况)CO2时,吸收液质量增加44g。
(a)计算吸收液中NaBC2和NaBC3物质的量之比。
(b)1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液在20℃经充分吸收BC和BC2混合气体后,蒸发掉688g水,冷却到0℃,最多可析出NaBC2多少克?(0℃时,NaBC2的溶解度为71.2g /100g水)
正确答案
(1)
(2)> ②③
(3) ①
②(a)
设由与纯碱反应产生的
为amol
由和
与纯碱反应产生的为
bmol
(b)设生成的为5xmol,
为3xmol
据守恒:5x+3x="4 " x=0.5
=172.5g,
析出:=172.5-71.2=101.3g
略
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