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第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物
教師備用題庫
1.(2017北京理綜,12,6分)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是( )
①
②
③
A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D.③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
答案 D 本題考查硝酸的氧化性、不穩(wěn)定性、揮發(fā)性等性質(zhì)。③中的CO2可能是空氣中的氧氣與木炭反應(yīng)的產(chǎn)物。
2.(2018北京理綜,26,13分)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:
磷精礦 磷精礦粉
已知:磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機(jī)碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)
”或“<”)。
②結(jié)合元素周期律解釋①中結(jié)論:P和S電子層數(shù)相同, 。
(3)酸浸時(shí),磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉(zhuǎn)化為HF,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為SiF4除去。寫出生成HF的化學(xué)方程式: 。
(4)H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO2脫除,同時(shí)自身也會(huì)發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間,不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖所示。80 ℃后脫除率變化的原因: 。
(5)脫硫時(shí),CaCO3稍過量,充分反應(yīng)后仍有SO42-殘留,原因是 ;加入BaCO3可進(jìn)一步提高硫的脫除率,其離子方程式是 。
(6)取a g所得精制磷酸,加適量水稀釋,以百里香酚酞作指示劑,用b molL-1 NaOH溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 。(已知:H3PO4摩爾質(zhì)量為98 gmol-1)
答案 (1)研磨、加熱
(2)①< ②核電荷數(shù)PS,得電子能力PK(N)
C.M點(diǎn)比N點(diǎn)的反應(yīng)速率快
D.若N點(diǎn)時(shí)c(NH3)=0.2 mol/L,N點(diǎn)的平衡常數(shù)K(N)≈0.93
(3)催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
①催化反硝化法中,用H2將NO3-還原為N2,一段時(shí)間后,溶液的堿性明顯增強(qiáng),則反應(yīng)的離子方程式為 。
②電化學(xué)降解NO3-的原理如下圖所示,電源正極為 (填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為 。
答案 (1)①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-120 kJ/mol?、?NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2
(2)①200 ℃?、贏BD
(3)①2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O ②A 2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O
解析 (1)①根據(jù)能量變化示意圖提供的信息,1 mol氮?dú)馀c1 mol氧氣完全反應(yīng)生成2 mol NO放出的熱量為(1 260-1 140) kJ=120 kJ,則N2和O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-120 kJ/mol;②反應(yīng)Ⅱ中,當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2時(shí),NO2中氮元素化合價(jià)由+4降低到0,尿素中氮元素的化合價(jià)由-3升高到0,生成物除氮?dú)馔?還有CO2和水,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2。(2)①合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高,越不利于氨氣的生成,曲線a中氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大,則對(duì)應(yīng)的溫度應(yīng)為200 ℃;②及時(shí)分離出NH3,平衡正向移動(dòng),可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率,A正確;溫度不變,平衡常數(shù)不變,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,則題圖中M、N、Q三點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)=K(Q)>K(N),B正確;溫度升高,反應(yīng)速率加快,則M點(diǎn)比N點(diǎn)的反應(yīng)速率慢,C錯(cuò)誤;若N點(diǎn)時(shí)c(NH3)=0.2 mol/L,此時(shí)氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是20%,設(shè)起始時(shí)投入N2的濃度為x mol/L,則H2濃度為3x mol/L。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始濃度(mol/L) x 3x 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.1 0.3 0.2
平衡濃度(mol/L) x-0.1 3x-0.3 0.2
則0.24x-0.2100%=20%,解得x=0.3,N點(diǎn)的平衡常數(shù)K(N)=0.220.20.63≈0.93,D正確。(3)①H2能將NO3-還原為N2,溶液呈堿性,說明有OH-生成,氫氣被氧化生成水,所以離子方程式為2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O;②由題給原理圖可知,Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應(yīng)生成氮?dú)?因此Ag-Pt電極為陰極,電極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O,則B為電源負(fù)極,A為電源正極。
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