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專題十七氮及其化合物 高考化學 北京市專用 考點一氮的單質(zhì) 氧化物和硝酸A組自主命題 北京卷題組1 2017北京理綜 12 6分 下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生 對比分析所得結論的是 五年高考 A 由 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 中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應C 由 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 的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2 由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應 答案D 中的CO2可能是空氣中的氧氣與木炭反應的產(chǎn)物 疑難突破 中紅熱木炭并未與濃HNO3直接接觸 只有HNO3揮發(fā)后 與木炭接觸才能發(fā)生反應 2 2015北京理綜 12 6分 在通風櫥中進行下列實驗 下列說法不正確的是 A 中氣體由無色變紅棕色的化學方程式 2NO O22NO2B 中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層 阻止Fe進一步反應C 對比 中現(xiàn)象 說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3D 針對 中現(xiàn)象 在Fe Cu之間連接電流計 可判斷Fe是否被氧化 答案CA項 Fe與稀HNO3反應生成NO 無色的NO易被空氣中的O2氧化為紅棕色的NO2 化學方程式為2NO O22NO2 B項 中現(xiàn)象說明Fe遇到濃HNO3易發(fā)生鈍化 表面形成致密的氧化層 阻止Fe進一步反應 C項 濃HNO3的氧化性強于稀HNO3 D項 Fe Cu 濃HNO3可構成原電池 連接電流計可以判斷Fe是否被氧化 審題技巧注意分析鐵與不同濃度硝酸反應的現(xiàn)象差異 結合氮的氧化物的相關性質(zhì)推測原因 在實驗 中 鐵片和銅片相互接觸插入濃硝酸中可以構成原電池 易錯警示鐵在濃硝酸中表面生成一層致密的氧化物保護膜 阻止反應的進行 因此鐵和銅相互接觸插入濃硝酸中構成原電池 鐵作正極 銅作負極 評析具有氧化性的物質(zhì)濃度越大 其氧化性越強 3 2017北京理綜 27 12分 SCR和NSR技術可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放 1 SCR 選擇性催化還原 工作原理 尿素 CO NH2 2 水溶液熱分解為NH3和CO2 該反應的化學方程式 反應器中NH3還原NO2的化學方程式 當燃油中含硫量較高時 尾氣中SO2在O2作用下會形成 NH4 2SO4 使催化劑中毒 用化學方程式表示 NH4 2SO4的形成 尿素溶液濃度影響NO2的轉化 測定溶液中尿素 M 60g mol 1 含量的方法如下 取ag尿素溶液 將所含氮完全轉化為NH3 所得NH3用過量的V1mLc1mol L 1H2SO4溶液吸收完全 剩余H2SO4用V2mLc2mol L 1NaOH溶液恰好中和 則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是 2 NSR NOx儲存還原 工作原理 NOx的儲存和還原在不同時段交替進行 如圖a所示 圖a 圖b 通過BaO和Ba NO3 2的相互轉化實現(xiàn)NOx的儲存和還原 儲存NOx的物質(zhì)是 用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba NO3 2的催化還原過程 該過程分兩步進行 圖b表示該過程相關物質(zhì)濃度隨時間的變化關系 第一步反應消耗的H2與Ba NO3 2的物質(zhì)的量之比是 還原過程中 有時會產(chǎn)生笑氣 N2O 用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關 在有氧條件下 15NO與NH3以一定比例反應時 得到的笑氣幾乎都是15NNO 將該反應的化學方程式補充完整 答案 12分 1 CO NH2 2 H2OCO2 2NH3 8NH3 6NO27N2 12H2O 2SO2 O2 4NH3 2H2O2 NH4 2SO4 2 BaO 8 1 415NO 4NH3 3O2415NNO 6H2O 解析 1 n NH3 2n H2SO4 n NaOH 2c1V1 10 3mol c2V2 10 3moln CO NH2 2 n NH3 molm CO NH2 2 n CO NH2 2 60g mol 1 mol 60g mol 1 6c1V1 3c2V2 10 2g則ag尿素溶液中尿素的質(zhì)量分數(shù)為 100 2 觀察圖a可知BaO起到了儲存NOx的作用 觀察圖b可知 當Ba NO3 2用H2還原時 氮元素開始時轉化為NH3 由得失電子守恒可得消耗的H2與Ba NO3 2的物質(zhì)的量之比為8 1 分析可知 反應物15NO NH3與產(chǎn)物15NNO的化學計量數(shù)應是一樣的 然后結合得失電子守恒及原子守恒可得反應的化學方程式 審題方法 2 解答時要注意兩點 一是15NNO中的氮元素一半來自15NO 一半來自NH3 因此15NO NH3的化學計量數(shù)相等 二是反應是在有氧條件下發(fā)生的 提示我們氧氣參加了反應 4 2018天津理綜 9節(jié)選 煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一 為了監(jiān)測其含量 選用如下采樣和檢測方法 回答下列問題 采樣采樣系統(tǒng)簡圖采樣步驟 檢驗系統(tǒng)氣密性 加熱器將煙道氣加熱至140 打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣 采集無塵 干燥的氣樣 關閉系統(tǒng) 停止采樣 NOx含量的測定將VL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中 使NOx完全被氧化成N 加水稀釋至100 00mL 量取20 00mL該溶液 加入V1mLc1mol L 1FeSO4標準溶液 過量 充分反應后 用c2mol L 1K2Cr2O7 B組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 標準溶液滴定剩余的Fe2 終點時消耗V2mL 5 NO被H2O2氧化為N的離子方程式為 6 滴定操作使用的玻璃儀器主要有 7 滴定過程中發(fā)生下列反應 3Fe2 N 4H NO 3Fe3 2H2OCr2 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O則氣樣中NOx折合成NO2的含量為mg m 3 8 判斷下列情況對NOx含量測定結果的影響 填 偏高 偏低 或 無影響 若缺少采樣步驟 會使測定結果 若FeSO4標準溶液部分變質(zhì) 會使測定結果 答案 5 2NO 3H2O22H 2N 2H2O 6 錐形瓶 酸式滴定管 7 104 8 偏低偏高 解析 5 NO被氧化為N H2O2被還原為H2O 6 盛放K2Cr2O7溶液及量取20 00mL稀釋液均用酸式滴定管 稀釋液在滴定過程中需放在錐形瓶中 7 20 00mL溶液中剩余Fe2 的物質(zhì)的量為 6c2V2 10 3 mol 則參加反應的N的物質(zhì)的量為 c1V1 10 3 6c2V2 10 3 mol 依據(jù)氮原子守恒 VL氣樣中NOx折合成NO2的物質(zhì)的量為 c1V1 6c2V2 10 3 mol 質(zhì)量為 c1V1 6c2V2 10 3 46 g 含量為mg m 3 104 mg m 3 8 若缺少采樣步驟 會使氣樣中含有空氣 部分NOx與O2 H2O共同反應 導致測得的NOx含量偏低 若FeSO4標準溶液部分變質(zhì) 則導致V2偏小 使計算出的NOx含量偏高 解題指導 8 若FeSO4標準溶液部分變質(zhì) 則滴定消耗的K2Cr2O7溶液體積會偏小 由第 7 問NOx含量表達式可知結果會偏高 5 2015山東理綜 32 12分 工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體 含NO NO2 制備NaNO2 NaNO3 工藝流程如下 已知 Na2CO3 NO NO22NaNO2 CO2 1 中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外 還有 填化學式 2 中和液進行蒸發(fā) 操作時 應控制水的蒸發(fā)量 避免濃度過大 目的是 蒸發(fā) 產(chǎn)生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì) 不能直接排放 將其冷凝后用于流程中的 填操作名稱 最合理 3 母液 進行轉化時加入稀HNO3的目的是 母液 需回收利用 下列處理方法合理的是 a 轉入中和液b 轉入結晶 操作c 轉入轉化液d 轉入結晶 操作 4 若將NaNO2 NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設為2 1 則生產(chǎn)1 38噸NaNO2時 Na2CO3的理論用量為噸 假定Na2CO3恰好完全反應 答案 1 NaNO3 2 防止NaNO3的析出溶堿 3 將NaNO2轉化為NaNO3c d 4 1 59 解析 1 由題中信息可知 Na2CO3 NO NO22NaNO2 CO2 當NO2過量時 還發(fā)生反應 Na2CO3 2NO2NaNO3 NaNO2 CO2 故中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外 還有NaNO3 2 中和液進行蒸發(fā) 操作是為了分離出溶質(zhì)NaNO2 由 1 中分析可知 中和液中還含有少量Na2CO3和NaNO3 若水的蒸發(fā)量過大 NaNO3也會結晶析出 從而造成產(chǎn)品不純 蒸發(fā) 產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2 冷凝后用于流程中的 溶堿 操作中最為合理 3 母液 中主要含有NaNO3 若回收利用 顯然轉入轉化液或轉入結晶 操作最為合理 若轉入中和液或轉入結晶 操作 都會造成NaNO2產(chǎn)品不純 4 n NaNO2 2 00 104mol 則n NaNO3 n NaNO2 1 00 104mol 由Na原子守恒可知 n Na2CO3 n NaNO2 n NaNO3 1 50 104mol 所以m Na2CO3 1 50 104mol 106g mol 1 1 59 106g 1 59t 6 2014江蘇單科 8 2分 下列各組物質(zhì)中 不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應的是 C組教師專用題組 答案BB項中O2與HNO3不能發(fā)生反應 考點二氨和銨鹽A組自主命題 北京卷題組1 2015北京理綜 8 6分 下列關于自然界中氮循環(huán) 如圖 的說法不正確的是 A 氮元素均被氧化B 工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C 含氮無機物和含氮有機物可相互轉化D 碳 氫 氧三種元素也參與了氮循環(huán) 答案AA項 人工固氮時 N2 3H22NH3 氮元素被還原 B項 把游離態(tài)的氮元素轉化為含氮化合物的過程是氮的固定 工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C項 硝酸鹽可轉化為蛋白質(zhì) 動植物遺體可轉化為氨或銨鹽 則含氮有機物和含氮無機物可相互轉化 D項 在自然界氮循環(huán)過程中 碳 氫 氧三種元素也參與了循環(huán) 易錯警示自然界中氮循環(huán)的過程中 既有游離態(tài)的氮元素轉化為化合態(tài)的氮元素 也有化合態(tài)的氮元素轉化為游離態(tài)的氮元素 知識拓展在雷電作用和豆科植物的根瘤菌作用下自然界中游離態(tài)的氮元素轉化為化合態(tài)氮元素的過程屬于自然固氮 工業(yè)合成氨屬于人工固氮 2 2014北京理綜 26 14分 NH3經(jīng)一系列反應可以得到HNO3和NH4NO3 如下圖所示 1 中 NH3和O2在催化劑作用下反應 其化學方程式是 2 中 2NO g O2 g 2NO2 g 在其他條件相同時 分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強 p1 p2 下隨溫度變化的曲線 如下圖 比較p1 p2的大小關系 隨溫度升高 該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是 3 中 降低溫度 將NO2 g 轉化為N2O4 l 再制備濃硝酸 已知 2NO2 g N2O4 g H12NO2 g N2O4 l H2下列能量變化示意圖中 正確的是 選填字母 N2O4與O2 H2O化合的化學方程式是 4 中 電解NO制備NH4NO3 其工作原理如下圖所示 為使電解產(chǎn)物全部轉化為NH4NO3 需補充物質(zhì)A A是 說明理由 答案 1 4NH3 5O24NO 6H2O 2 p1 p2 減小 3 A 2N2O4 O2 2H2O4HNO3 4 NH3根據(jù)反應 8NO 7H2O3NH4NO3 2HNO3 電解產(chǎn)生的HNO3多 解析 1 NH3催化氧化生成NO 所以化學方程式為 4NH3 5O24NO 6H2O 2 采用 定一議二 的分析方法 在相同溫度的條件下 p1時NO平衡轉化率低 p2時NO平衡轉化率高 由反應特點知 p1 p2 在相同壓強的條件下 NO的平衡轉化率隨溫度升高而下降 所以溫度升高 平衡常數(shù)減小 3 降低溫度 NO2轉化成N2O4 所以 H1 0 H2 0 再根據(jù)物質(zhì) N2O4 的狀態(tài)可判斷出NO2轉化成液態(tài)N2O4放熱更多 故選A N2O4與O2 H2O發(fā)生化合反應 產(chǎn)物應為HNO3 所以反應方程式為 2N2O4 O2 2H2O4HNO3 4 由圖示知 陰極反應為NO 6H 5e N H2O 陽極反應為NO 2H2O 3e N 4H 根據(jù)得失電子守恒可判斷出 當轉移的電子數(shù)目相同時 陽極產(chǎn)生的N的物質(zhì)的量多于陰極產(chǎn)生的N的物質(zhì)的量 為使電解產(chǎn)物全部轉化為NH4NO3 可補充NH3 思路分析分析圖像 結合化學反應原理相關知識作答 知識拓展有關化學反應速率和化學平衡圖像題的分析方法 1 認清坐標系 弄清縱 橫坐標所代表的意義 2 緊扣可逆反應的特征 弄清正反應是吸熱還是放熱 氣體體積是增大 減小還是不變 有無固體 純液體參與或生成等 3 看清變化 看清起點 拐點 終點 看清曲線的變化趨勢 評析本題綜合性較強 考查了氧化還原反應 化學平衡 反應熱 電解原理等知識點 考生平時若能熟練掌握化學反應原理的知識 本題得分率會較高 3 2018課標 8 6分 研究表明 氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關 如下圖所示 下列敘述錯誤的是 A 霧和霾的分散劑相同B 霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C NH3是形成無機顆粒物的催化劑D 霧霾的形成與過度施用氮肥有關 B組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 答案C霧和霾的分散劑均為空氣 A正確 由題圖可知霧霾中含有NH4NO3和 NH4 2SO4 B正確 NH3應是形成無機顆粒物的反應物 C錯誤 過度施用氮肥會增加大氣中NH3的含量 D正確 知識拓展煙 云 霧的分散劑均為空氣 4 2016江蘇單科 3 2分 下列有關物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應關系的是 A SO2具有氧化性 可用于漂白紙漿B NH4HCO3受熱易分解 可用作氮肥C Fe2 SO4 3易溶于水 可用作凈水劑D Al2O3熔點高 可用作耐高溫材料 答案DA項 SO2具有漂白性 可用于漂白紙漿 B項 NH4HCO3中含有N元素 可用作氮肥 C項 Fe2 SO4 3溶于水后形成的Fe OH 3膠體具有吸附性 可用作凈水劑 評析本題以生活常識為基礎對學生的科學素養(yǎng)進行考查 難度不大 5 2016浙江理綜 13 6分 為落實 五水共治 某工廠擬綜合處理含N廢水和工業(yè)廢氣 主要含N2 CO2 SO2 NO CO 不考慮其他成分 設計了如下流程 下列說法不正確的是 A 固體1中主要含有Ca OH 2 CaCO3 CaSO3B X可以是空氣 且需過量C 捕獲劑所捕獲的氣體主要是COD 處理含N廢水時 發(fā)生反應的離子方程式為 N NN2 2H2O 答案BSO2 CO2與過量石灰乳反應生成CaSO3 CaCO3 故固體1中主要含有CaSO3 CaCO3 Ca OH 2 A項正確 X可以是空氣 但不能過量 若空氣過量 通過NaOH溶液后得不到NaNO2溶液 而是得到NaNO3溶液 B項不正確 N2無污染 CO無法被NaOH溶液吸收 捕獲劑主要捕獲CO C項正確 N與N在溶液中發(fā)生氧化還原反應生成N2和H2O D項正確 評析本題難度中等 主要考查學生分析問題的能力 6 2016江蘇單科 9 2分 在給定條件下 下列選項所示的物質(zhì)間轉化均能實現(xiàn)的是 A SiO2SiCl4SiB FeS2SO2H2SO4C N2NH3NH4Cl aq D MgCO3MgCl2 aq Mg 答案CSiO2和HCl aq 不反應 A項錯誤 SO2與H2O反應生成H2SO3 B項錯誤 電解MgCl2 aq 的反應為MgCl2 2H2OCl2 H2 Mg OH 2 得不到金屬Mg D項錯誤 易混易錯電解MgCl2溶液與電解熔融的MgCl2不同 電解MgCl2溶液的反應為MgCl2 2H2OCl2 H2 Mg OH 2 電解熔融MgCl2的反應為MgCl2 熔融 Mg Cl2 7 2014浙江理綜 7 6分 下列說法不正確的是 A 光催化還原水制氫比電解水制氫更節(jié)能環(huán)保 更經(jīng)濟B 氨氮廢水 含N及NH3 可用化學氧化法或電化學氧化法處理C 某種光學檢測技術具有極高的靈敏度 可檢測到單個細胞 V 10 12L 內(nèi)的數(shù)個目標分子 據(jù)此可推算該檢測技術能測量細胞內(nèi)濃度約為10 12 10 11mol L 1的目標分子D 向汽油中添加甲醇后 該混合燃料的熱值不變 答案DA項 正確 B項 N及NH3可用化學氧化法或電化學氧化法處理使之生成無毒的N2 正確 C項 由c 可推算出該檢測技術能測量的目標分子數(shù)為10 12mol L 1 10 12L 6 02 1023mol 1 N 10 11mol L 1 10 12L 6 02 1023mol 1 0 602 N 6 02 正確 D項 混合燃料的熱值在汽油與甲醇的熱值之間 錯誤 8 2018江蘇單科 20 14分 NOx 主要指NO和NO2 是大氣主要污染物之一 有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題 1 用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下 2NO2 g H2O l HNO3 aq HNO2 aq H 116 1kJ mol 13HNO2 aq HNO3 aq 2NO g H2O l H 75 9kJ mol 1反應3NO2 g H2O l 2HNO3 aq NO g 的 H kJ mol 1 2 用稀硝酸吸收NOx 得到HNO3和HNO2的混合溶液 電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸 寫出電解時陽極的電極反應式 3 用酸性 NH2 2CO水溶液吸收NOx 吸收過程中存在HNO2與 NH2 2CO生成N2和CO2的反應 寫出該反應的化學方程式 4 在有氧條件下 新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2 NH3與NO2生成N2的反應中 當生成1molN2時 轉移的電子數(shù)為mol 將一定比例的O2 NH3和NOx的混合氣體 勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應 裝置見圖1 圖1圖2 反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線圖2所示 在50 250 范圍內(nèi)隨著溫度的升高 NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是 當反應溫度高于380 時 NOx的去除率迅速下降的原因可能是 答案 14分 1 136 2 2 HNO2 2e H2O3H N 3 2HNO2 NH2 2CO2N2 CO2 3H2O 4 迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大 上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大催化劑活性下降 NH3與O2反應生成了NO 解析 1 將已知熱化學方程式依次編號為 根據(jù)蓋斯定律得3NO2 g H2O l 2HNO3 aq NO g H 136 2kJ mol 1 2 電解過程中HNO2 N發(fā)生氧化反應 則陽極反應式為HNO2 2e H2O3H N 3 HNO2中N為 3價 NH2 2CO中N C的化合價分別為 3 4 依據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平反應方程式為2HNO2 NH2 2CO2N2 CO2 3H2O 4 NH3 NO2中氮元素化合價分別為 3 4 根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平反應方程式為8NH3 6NO27N2 12H2O 故生成1molN2轉移電子mol 9 2017課標 26 15分 凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法 其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉化成銨鹽 利用如圖所示裝置處理銨鹽 然后通過滴定測量 已知 NH3 H3BO3NH3 H3BO3 NH3 H3BO3 HClNH4Cl H3BO3 回答下列問題 1 a的作用是 2 b中放入少量碎瓷片的目的是 f的名稱是 3 清洗儀器 g中加蒸餾水 打開k1 關閉k2 k3 加熱b 蒸汽充滿管路 停止加熱 關閉k1 g中蒸餾水倒吸進入c 原因是 打開k2放掉水 重復操作2 3次 4 儀器清洗后 g中加入硼酸 H3BO3 和指示劑 銨鹽試樣由d注入e 隨后注入氫氧化鈉溶液 用蒸餾水沖洗d 關閉k3 d中保留少量水 打開k1 加熱b 使水蒸氣進入e d中保留少量水的目的是 e中主要反應的離子方程式為 e采用中空雙層玻璃瓶的作用是 5 取某甘氨酸 C2H5NO2 樣品m克進行測定 滴定g中吸收液時消耗濃度為cmol L 1的鹽酸VmL 則樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為 樣品的純度 答案 1 避免b中壓強過大 2 防止暴沸直形冷凝管 3 c中溫度下降 管路中形成負壓 4 液封 防止氨氣逸出 N OH NH3 H2O保溫使氨完全蒸出 5 解析 1 a與大氣相通 作用是平衡氣壓 以免關閉k1后b內(nèi)壓強過大 2 b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸 f的名稱是直形冷凝管 3 g中蒸餾水倒吸進入c 原因是c e及其所連接的管道內(nèi)水蒸氣冷凝為水后 氣壓遠小于外界大氣壓 在大氣壓的作用下 錐形瓶內(nèi)的蒸餾水被倒吸入c中 4 d中保留少量水可以起到液封的作用 防止氨氣逸出 e中的主要反應是銨鹽與堿在加熱條件下的反應 離子方程式為N OH NH3 H2O e采用中空雙層玻璃瓶的作用是減少熱量損失 有利于N在堿性條件下轉化為氨氣逸出 5 根據(jù)反應NH3 H3BO3NH3 H3BO3 NH3 H3BO3 HClNH4Cl H3BO3 可以求出樣品中n N n HCl cmol L 1 V 10 3L 0 001cVmol 則樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為 100 樣品中甘氨酸的質(zhì)量 0 001cV 75g 所以樣品的純度 知識歸納N與OH 反應時離子方程式的書寫規(guī)律濃堿液 加熱條件下生成物為NH3和水 N OH NH3 H2O 若為稀溶液且不加熱 因氨氣極易溶于水 故生成NH3 H2O N OH NH3 H2O 10 2016課標 26 14分 聯(lián)氨 又稱肼 N2H4 無色液體 是一種應用廣泛的化工原料 可用作火箭燃料 回答下列問題 1 聯(lián)氨分子的電子式為 其中氮的化合價為 2 實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯(lián)氨 反應的化學方程式為 3 2O2 g N2 g N2O4 l H1 N2 g 2H2 g N2H4 l H2 O2 g 2H2 g 2H2O g H3 2N2H4 l N2O4 l 3N2 g 4H2O g H4 1048 9kJ mol 1上述反應熱效應之間的關系式為 H4 聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為 4 聯(lián)氨為二元弱堿 在水中的電離方式與氨相似 聯(lián)氨第一步電離反應的平衡常數(shù)值為 已知 N2H4 H N2的K 8 7 107 KW 1 0 10 14 聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學式為 5 聯(lián)氨是一種常用的還原劑 向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液 觀察到的現(xiàn)象是 聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧 防止鍋爐被腐蝕 理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2kg 與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比 聯(lián)氨的優(yōu)點是 答案 1 2 2 2NH3 NaClON2H4 NaCl H2O 3 2 H3 2 H2 H1反應放熱量大 產(chǎn)生大量氣體 4 8 7 10 7N2H6 HSO4 2 5 固體逐漸變黑 并有氣泡產(chǎn)生1N2H4的用量少 不產(chǎn)生其他雜質(zhì) 產(chǎn)物為N2和H2O 而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4 解析 1 聯(lián)氨的結構式為 故其電子式為 N2H4中H為 1價 故N為 2價 2 NaClO具有強氧化性 可將NH3氧化為N2H4 本身被還原為NaCl 據(jù)此可寫出反應的化學方程式 3 根據(jù)蓋斯定律 由2 可得 故 H4 2 H3 2 H2 H1 4 NH3在水中的電離方程式為NH3 H2ON OH 則N2H4在水中的第一步電離方程式為N2H4 H2ON2 OH 該步電離的平衡常數(shù)K1 又知N2H4 H N2 K 8 7 107 則K1 K KW 8 7 107 1 0 10 14 8 7 10 7 5 聯(lián)氨與AgBr反應時 AgBr可將N2H4氧化為N2 自身被還原為Ag 反應的化學方程式為4AgBr N2H4N2 4Ag 4HBr 因此可觀察到固體逐漸變黑 并有氣泡產(chǎn)生 因N2H4處理水中溶解氧時也發(fā)生氧化還原反應 化學方程式為N2H4 O2N2 2H2O 則n O2 n N2H4 又M O2 M N2H4 32g mol 1 所以m O2 m N2H4 1kg A組2016 2018年高考模擬 基礎題組 三年模擬 考點一氮的單質(zhì) 氧化物和硝酸1 2018北京東城一模 10 下列實驗 現(xiàn)象與結論相符的是 答案DA項 鐵和鋁遇到冷的濃硝酸均會發(fā)生鈍化 表面形成致密的氧化物保護膜 阻止內(nèi)層金屬進一步與硝酸發(fā)生化學反應 B項 向蔗糖中加入濃硫酸 現(xiàn)象是產(chǎn)生黑色 蓬松狀固體 體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性和強氧化性 C項 SO2能使新制的氯水褪色是因為發(fā)生了反應SO2 Cl2 2H2O2HCl H2SO4 該反應中SO2作還原劑 體現(xiàn)還原性 D項 飽和FeCl3溶液滴入沸水中發(fā)生水解反應 制得氫氧化鐵膠體 用激光筆照射產(chǎn)生丁達爾效應 可以觀察到光亮的通路 2 2018北京懷柔零模 12 關于下列實驗的說法不正確的是 A 實驗中產(chǎn)生紅棕色氣體 說明濃硝酸具有氧化性B 在整個實驗過程中 發(fā)生的反應多于2個C 中產(chǎn)生無色氣體 說明鹽酸有氧化性D 若將銅片換成鐵片 則 中沒有明顯實驗現(xiàn)象 答案CA項 實驗中產(chǎn)生紅棕色氣體 說明濃硝酸具有氧化性 B項 在整個實驗過程中 發(fā)生的反應有Cu 4HNO3 濃 Cu NO3 2 2NO2 2H2O和3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 2NO O22NO2等 C項 中產(chǎn)生無色氣體 是因為HCl電離出H 酸性條件下N繼續(xù)和銅發(fā)生氧化還原反應 D項 鐵片遇濃硝酸發(fā)生鈍化 故將銅片換成鐵片 中沒有明顯實驗現(xiàn)象 3 2018北京西城期末 5 下列關于自然界中氮循環(huán) 如下圖 的說法不正確的是 A 人工固氮可以得到硝酸鹽B 細菌對氮元素的循環(huán)有重要作用C 雷電作用可以將氮氣直接轉化為銨鹽D 亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的過程中 氮元素被氧化 答案CA項 人工固氮可以將氮氣轉化為硝酸鹽 B項 細菌對氮元素的循環(huán)有重要作用 C項 雷電作用可以將氮氣轉化為一氧化氮 不能直接轉化為銨鹽 D項 亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽 氮元素化合價升高 被氧化 4 2018北京海淀期中 6 下圖表示自然界中的氮循環(huán) 相關說法正確的是 A 雷電作用 中發(fā)生的反應是 N2 2O22NO2B 人工固氮 過程中 氮元素一定被還原C 中涉及的反應可能有 2N O22ND 中涉及的反應可能有 2N 12H N2 6H2O 答案CA項 雷電作用 中氮氣與氧氣反應生成NO 即N2 O22NO B項 人工固氮 是人工將游離態(tài)氮轉化為化合態(tài)氮的過程 氮元素可能被氧化也可能被還原 C項 是指亞硝酸鹽被氧化為硝酸鹽的過程 涉及的反應可能是2N O22N D項 是指硝酸鹽被細菌分解為大氣中的氮的過程 所給反應不符合電荷守恒 5 2017北京石景山一模 10 某同學進行有關銅 硝酸 硫酸化學性質(zhì)的實驗 實驗過程如圖所示 下列說法正確的是 A 中溶液呈藍色 試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生 稀硝酸被還原為NO2B 中溶液存在 c Cu2 c H c N c OH C 由上述實驗得出結論 常溫下 Cu既可與稀硝酸反應 也可與稀硫酸反應D 中反應的化學方程式 3Cu Cu NO3 2 4H2SO44CuSO4 2NO 4H2O 答案DA項 銅與稀硝酸反應生成NO B項 中溶液為Cu NO3 2溶液 由電荷守恒知 2c Cu2 c H c N c OH C項 常溫下 銅不能與稀硫酸反應 D項 中反應的化學方程式為3Cu Cu NO3 2 4H2SO44CuSO4 2NO 4H2O 6 2016北京朝陽二模 12 某同學做如下實驗 下列說法不正確的是 A 實驗 試管上方呈現(xiàn)紅棕色的原因是 2NO O22NO2B 根據(jù)實驗 的氣體檢驗結果 說明都有NH3產(chǎn)生C 實驗 溶液中發(fā)生的反應是 Al 6H 3NAl3 3NO2 3H2OD 在實驗 中 N在酸 堿及中性溶液中都被還原 答案CA項 鋁粉與稀硝酸反應生成NO NO遇到空氣被氧化為紅棕色的NO2 即2NO O22NO2 B項 能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體是氨氣 C項 實驗 反應的方程式為Al 4H NAl3 NO 2H2O D項 由實驗可知 N在酸性溶液中被還原為NO 在堿性和中性溶液中被還原為氨氣 7 2018北京朝陽二模 26 2017年采用中國自主知識產(chǎn)權的全球首套煤基乙醇工業(yè)化項目投產(chǎn)成功 某地煤制乙醇的過程表示如下 1 Cu NO3 2是制備 催化劑X 的重要試劑 氣體A是 實驗室用Cu NO3 2固體配制溶液 常加入少量稀HNO3 運用化學平衡原理簡述HNO3的作用 NaClO溶液吸收氣體A的離子方程式是 2 過程a包括以下3個主要反應 CH3COOCH3 g 2H2 g C2H5OH g CH3OH g H1 CH3COOCH3 g C2H5OH g CH3COOC2H5 g CH3OH g H2 CH3COOCH3 g H2 g CH3CHO g CH3OH g H3相同時間內(nèi) 測得CH3COOCH3轉化率 乙醇和乙酸乙酯的選擇性 如乙醇選擇性 如下圖所示 圖1 圖2 已知 H1 0 隨溫度降低 反應 化學平衡常數(shù)的變化趨勢是 下列說法不合理的是 A 溫度可影響反應的選擇性B 225 235 反應 處于平衡狀態(tài)C 增大H2的濃度 可以提高CH3COOCH3的轉化率 為防止 反應 發(fā)生 反應溫度應控制的范圍是 在185 下 CH3COOCH3起始物質(zhì)的量為5mol 生成乙醇的物質(zhì)的量是 答案 1 NO Cu2 2H2OCu OH 2 2H 加入硝酸 使c H 增大 平衡逆向移動 從而抑制Cu NO3 2的水解 2OH 3ClO 2NO2N 3Cl H2O 2 增大 B 195 205 0 2mol 解析 1 銅與稀硝酸反應生成NO 故氣體A是NO Cu2 2H2OCu OH 2 2H 加入稀硝酸能使c H 增大 平衡逆向移動 從而抑制Cu2 的水解 由氧化還原反應原理及框圖信息可知 NaClO溶液吸收氣體A的離子方程式為2OH 3ClO 2NO2N 3Cl H2O 2 由 H1 0知 反應 為放熱反應 隨著溫度降低 反應 化學平衡常數(shù)逐漸增大 A項 由圖2可知 溫度會影響反應的選擇性 B項 225 235 隨溫度升高 CH3COOCH3的轉化率升高 則反應 未處于平衡狀態(tài) C項 增大H2的濃度 反應 和 的平衡向正反應方向移動 CH3COOCH3的轉化率增大 為防止 反應 發(fā)生 乙醇和乙酸乙酯的選擇性之和應為100 考慮到該工藝制取的是乙醇 乙醇的選擇性應較高 故反應溫度應控制在195 205 由題目信息知 185 時轉化的CH3COOCH3的物質(zhì)的量為5mol 20 1mol 該溫度下乙醇的選擇性為20 所以生成乙醇的物質(zhì)的量是1mol 20 0 2mol 8 2017北京東城期末 17 不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸洗廢液 含有N Cr2 Cu2 等 可以用零價鐵 Fe 處理 處理前調(diào)節(jié)酸洗廢液的pH 2 進行如下實驗 1 在廢液中投入足量鐵粉 測得溶液中氮元素的存在形式及含量如下 鐵粉去除N時 主要反應的離子方程式是 處理前后溶液中氮元素的總量不相等 可能的原因是 2 其他條件相同時 鐵粉投入量 均足量 對廢液中N的去除效果如下 0 20min之間鐵粉的投入量不同 N去除率不同的原因是 已知 在鐵粉去除N的過程中 鐵粉表面會逐漸被FeOOH和Fe3O4覆蓋 FeOOH阻礙Fe和N的反應 Fe3O4不阻礙Fe和N的反應 2FeOOH Fe2 Fe3O4 2H 在鐵粉去除N的過程中 下列措施能提高N去除率的是 填字母 a 通入氧氣b 加入鹽酸c 加入氯化亞鐵溶液d 加入氫氧化鈉溶液 3 相同條件下 同一時間段內(nèi) 廢液中共存離子對N去除率的影響如下圖 Cu2 和Cr2對N去除率產(chǎn)生的不同影響及原因是 4 向零價鐵去除N之后的溶液中投加 填試劑名稱 既可去除重金屬離子又有利于氨的吹脫 答案 1 4Fe 10H N4Fe2 N 3H2O 有N2或氮的氧化物從溶液中逸出 2 鐵粉表面積越大 反應速率越快 bc 3 Cu2 被Fe置換生成Cu 與Fe形成原電池 加快反應速率 Cr2氧化Fe2 生成Fe3 進而形成FeOOH 阻礙反應進行 4 氧化鈣 解析 1 從題給數(shù)據(jù)看 該過程中N主要被還原為N 離子方程式為4Fe 10H N4Fe2 N 3H2O 在反應中可能有部分N被還原為N2或NOx從溶液中逸出 導致氮元素的總量減小 2 從圖像看 鐵粉投入量越多 0 20min之間反應速率越快 可能是因為鐵粉多 表面積大 要提高N去除率需減少FeOOH的量 加入鹽酸 鹽酸與Fe反應生成Fe2 Fe2 可將FeOOH轉化為Fe3O4 氯化亞鐵溶液可和FeOOH反應 3 因Cu2 被Fe置換生成Cu 與Fe形成原電池 加快了反應速率 所以 同一時間段內(nèi)N去除率增大 Cr2具有強氧化性 可將Fe2 氧化為Fe3 進而生成較多的FeOOH 阻礙Fe和N的反應 故同一時間段內(nèi)N去除率減小 考點二氨和銨鹽1 2018北京朝陽一模 10 液態(tài)N2O4是火箭推進系統(tǒng)的有效氧化劑 實驗室制備少量N2O4的流程如下 NH4Cl固體NH3NO下列分析不正確的是 A 反應 中氮元素的化合價均發(fā)生了變化B 反應 利用了NH3的還原性C 反應 的顏色變化是由化學平衡移動引起的D 反應 可由下圖所示裝置實現(xiàn) 答案D反應 中氮元素的化合價從 3價變?yōu)?2價 反應 中氮元素的化合價從 2價變?yōu)?4價 氮元素的化合價均發(fā)生了變化 B項 反應 中氮元素的化合價升高 NH3表現(xiàn)還原性 C項 反應 為2NO2 g N2O4 l H 0 降低溫度化學平衡正向移動 D項 反應 是固體和固體加熱制備氣體 且氨氣極易溶于水 不能用排水法收集 故用圖示裝置不能實現(xiàn)反應 2 2017北京門頭溝一模 8 依據(jù)下圖中氮元素及其化合物的轉化關系 判斷下列說法的是 A X是N2O5B 可用排空氣法收集NO氣體C 工業(yè)上以NH3 空氣 水為原料生產(chǎn)硝酸 D 由NH3 N2 從原理上看 NH3可與NO2反應實現(xiàn) 答案BA項 X為 5價的氮的氧化物 故X是N2O5 B項 NO能與空氣中的氧氣反應生成二氧化氮 故不能用排空氣法收集NO C項 氨氣催化氧化生成NO NO被氧氣氧化為NO2 用水吸收NO2可制得硝酸 D項 根據(jù)氧化還原反應的相關知識可知 NH3可與NO2反應生成N2 3 2017北京海淀期中 12 合成氨及其相關工業(yè)中 部分物質(zhì)間的轉化關系如下 下列說法不正確的是 A 甲 乙 丙三種物質(zhì)中都含有氮元素B 反應 和 的氧化劑相同C 的產(chǎn)物可在上述流程中被再次利用D 中發(fā)生反應 NH3 CO2 H2O NaClNaHCO3 NH4Cl 答案B從題給的流程圖看 甲為N2 乙為NO 丙為NO2 丁為NaHCO3 A項 甲 乙 丙三種物質(zhì)中都含有氮元素 B項 反應 和反應 的氧化劑均為氧氣 反應 的氧化劑為NO2 C項 反應 為碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉 二氧化碳和水 二氧化碳可被再次利用 D項 反應 為侯氏制堿法原理 化學方程式為NH3 CO2 H2O NaClNaHCO3 NH4Cl 4 2018北京海淀零模 26 圖1所示的氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分 人類活動加劇了氮循環(huán)中的物質(zhì)轉化 圖1 1 結合上圖判斷下列說法正確的是 填字母序號 A 固氮過程中 N2只作氧化劑 B 在硝化細菌作用下發(fā)生的硝化過程需要有氧化劑參與C 反硝化過程有助于彌補人工固氮對氮循環(huán)造成的影響D 同化 氨化過程中 氮元素均從無機物轉移至有機物 2 硝化過程中 NH3轉化成HNO2的化學方程式為 3 反硝化過程中 CH3OH可作為反應的還原劑 請將該反應的離子方程式補充完整 4 利用下表數(shù)據(jù)進行估算 寫出工業(yè)合成氨反應的熱化學方程式 5 電解法合成氨因其原料轉化率大幅度提高 有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)合成氨工藝 電解法合成氨的兩種原理及裝置分別如圖2和圖3所示 圖2中 a電極上通入的X為 圖3中 d電極上的電極反應式為 若圖2和圖3裝置的通電時間相同 電流強度相等 電解效率分別為80 和60 則兩種裝置 中產(chǎn)生氨氣的物質(zhì)的量之比為 答案 1 BC 2 2NH3 3O22HNO2 2H2O 3 5CH3OH 6N3N2 4HC C 8H2O 4 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92kJ mol 1 5 H2 N2 3H2O 6e 2NH3 3O2 4 3 解析 1 A項 根據(jù)圖示知 固氮過程中N2可以轉化為NH3 N 也可以轉化為N N 氮氣既可以作氧化劑 也可以作還原劑 B項 在硝化細菌作用下 NH3 N發(fā)生氧化反應生成N N 故硝化過程需要有氧化劑參與 C項 反硝化過程中N和N可以轉化為氮氣 有助于彌補人工固氮對氮循環(huán)造成的影響 D項 氨化過程中 氮元素從有機物轉移至無機物中 2 硝化過程中 NH3轉化成HNO2的化學方程式為2NH3 3O22HNO2 2H2O 3 反硝化過程中 CH3OH可作為反應的還原劑 反應的離子方程式為5CH3OH 6N3N2 4HC C 8H2O 4 由表中鍵能數(shù)據(jù)可知 工業(yè)合成氨反應N2 g 3H2 g 2NH3 g 的 H 946kJ mol 1 3 436kJ mol 1 6 391kJ mol 1 92kJ mol 1 5 分析圖2裝置可知 a為陽極 電極反應式為H2 2e 2H 圖3中 d電極為陰極 氮氣得到電子與水作用生成氨氣和O2 電極反應式為N2 3H2O 6e 2NH3 3O2 若圖2和圖3裝置的通電時間相同 電流強度相等 則兩裝置中轉移電子數(shù)相等 又因兩裝置電解效率分別為80 和60 則兩裝置中生成的氨氣的物質(zhì)的量之比等于電解效率之比 即為4 3 5 2018北京懷柔零模 27 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展 人們生活水平的提高和對環(huán)境要求的加強 來源廣泛的高氨氮廢水 主要含有N 處理越來越受到重視 對于高氨氮廢水的處理有多種方法 1 吹脫法 廢水管道混合器氨氮吹脫塔氨氣吸收器使用吹脫法時需要在廢水中加入堿 寫出發(fā)生反應的離子方程式 2 MAP沉淀法 使用化學沉淀劑處理高氨氮廢水時 向高氨氮廢水中投入含有Mg2 的物質(zhì)和H3PO4 調(diào)節(jié)溶液pH 與N反應生成MgNH4PO4 MAP 沉淀 為有效控制溶液pH 并考慮污水處理效果 則最好選用下列物質(zhì)中的 A MgOB MgSO4C MgCl2 控制溶液pH的合理范圍為 從溶解平衡角度解釋pH過高或過低不易形成沉淀MAP的原因 已知P在酸性較強條件下以HP形式存在 3 生物脫氮傳統(tǒng)工藝 在有氧氣的條件下 借助于好氧微生物 主要是好氧菌 的作用生成N 寫出反應的離子方程式 在無氧的酸性條件下 利用厭氧微生物 反硝化菌 的作用使N與甲醇作用生成N2 達到凈化水的目的 寫出離子方程式 答案 1 N OH NH3 H2O 2 A 9 9 5 體系中存在平衡MgNH4PO4 s Mg2 N P 當pH過低時P以HP形式存在 c P 降低 平衡正向移動 不利于生成沉淀 當pH過高時 Mg2 2OH Mg OH 2 c Mg2 降低 平衡正向移動 不利于生成沉淀 3 N 2O2N 2H H2O 6H 6N 5CH3OH3N2 5CO2 13H2O 解析 1 高氨氮廢水 主要含有N 加堿后發(fā)生反應的離子方程式為N OH NH3 H2O 2 MgO可以調(diào)節(jié)溶液的pH 又不會引入新雜質(zhì) 而MgSO4和MgCl2會引入雜質(zhì)離子S Cl 由圖像分析 當pH為9 9 5時 氨氮去除率較高 磷殘留濃度較低 所以控制溶液pH的合理范圍為9 9 5 3 在好氧微生物 主要是好氧菌 的作用下 O2將N氧化為N 反應的離子方程式為N 2O2N 2H H2O N與甲醇作用生成N2 酸性條件下CH3OH被氧化為CO2 反應的離子方程式為6H 6N 5CH3OH3N2 5CO2 13H2O 6 2016北京海淀二模 27 氨對人類的生產(chǎn) 生活具有重要影響 1 氨的制備與利用 工業(yè)合成氨的化學方程式是 氨催化氧化生成一氧化氮反應的化學方程式是 2 氨的定量檢測 水體中氨氣和銨根離子 統(tǒng)稱氨氮 總量的檢測備受關注 利用氨氣傳感器檢測水體中氨氮含量的示意圖如下 利用平衡原理分析含氨氮水樣中加入NaOH溶液的作用 若利用氨氣傳感器將1L水樣中的氨氮完全轉化為N2時 轉移電子的物質(zhì)的量為6 10 4mol 則水樣中氨氮 以氨氣計 含量為mg L 1 3 氨的轉化與去除 微生物燃料電池 MFC 是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術 下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除氨氮轉化系統(tǒng)原理示意圖 已知A B兩極生成CO2和N2的物質(zhì)的量之比為5 2 寫出A極的電極反應式 用化學用語簡述N去除的原理 答案 1 N2 3H22NH3 4NH3 5O24NO 6H2O 2 c OH 增大 使N OH NH3 H2ONH3 H2O平衡正向移動 利于生成氨氣 被空氣吹出 3 4 3 CH3COO 8e 2H2O2CO2 7H N在好氧微生物反應器中轉化為N N 2O2N 2H H2O N在MFC電池的正極轉化為N2 2N 12H 10e N2 6H2O 解析 1 工業(yè)合成氨的化學方程式為 N2 3H22NH3 氨催化氧化生成一氧化氮的化學方程式為 4NH3 5O24NO 6H2O 2 氨水中存在平衡 N OH NH3 H2ONH3 H2O 當加入NaOH溶液后 溶液中c OH 增大 平衡正向移動 利于生成氨氣 由關系式2NH3 N2 6e 可知 轉移電子的物質(zhì)的量為6 10 4mol 氨氣的物質(zhì)的量為2 10 4mol 所以水樣中氨氮含量為2 10 4 17 1000mg L 1 3 4mg L 1 3 由圖分析可知 A為負極 該電極上CH3COO 失電子轉化為CO2 電極反應式為CH3COO 8e 2H2O2CO2 7H 1 2018北京朝陽一模 27 14分 煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx 主要成分為NO NO2的混合物 對煙氣進行脫硫 脫硝有多種方法 1 堿液吸收法 采用石灰乳脫除SO2 脫除后的主要產(chǎn)物是 2 液相氧化法 采用NaClO溶液進行脫除 NaClO水解的離子方程式是 NaClO溶液吸收NO的主要過程如下 NO aq HClO aq NO2 aq HCl aq H1 3NO2 aq H2O l 2HNO3 aq NO aq H2NO aq 轉化為HNO3 aq 的熱化學方程式是 研究pH對NO脫除率的影響 調(diào)節(jié)NaClO溶液的初始pH NO的脫除率如下 B組2016 2018年高考模擬 綜合題組時間 30分鐘分值 55分 非選擇題 共55分 pH影響NO脫除率的原因是 3 研究發(fā)現(xiàn) 在液相氧化法中 一定量的SO2能提高NOx的脫除率 當pH 5 5時 SO2對有效氯含量 NOx脫除率的影響如下圖所示 圖1 圖2 據(jù)圖1 通入SO2后有效氯含量降低 SO2和HClO反應的離子方程式是 針對圖2中NOx脫除率提高的原因 研究者提出了幾種可能發(fā)生的反應 A SO2 2NO H2ON2O H2SO4B 2SO2 2NO 2H2ON2 2H2SO4C 4SO2 2NO2 4H2ON2 4H2SO4用同位素示蹤法確認發(fā)生的反應 把15NO2和NO按一定比例混合 通入SO2的水溶液中 檢測氣 體產(chǎn)物 a 氣體產(chǎn)物中主要含有15N2 N2O 則發(fā)生的主要反應是 填序號 b 同時檢測到氣體產(chǎn)物中還有15NN 產(chǎn)生15NN的化學方程式是 答案 1 CaSO3 或CaSO4 2 ClO H2OHClO OH 2NO aq 3HClO aq H2O l 2HNO3 aq 3HCl aq H 3 H1 H2 降低pH 促進ClO H2OHClO OH 正向移動 或ClO H HClO c HClO 升高 3 SO2 HClO H2OS 3H Cl a ACb 3SO2 15NO2 NO 3H2O3H2SO4 15NN 解析 1 采用石灰乳脫除SO2時發(fā)生的反應為Ca OH 2 SO2CaSO3 H2O或2Ca OH 2 2SO2 O22CaSO4 2H2O 所以脫除后的主要產(chǎn)物為CaSO3或CaSO4 2 NaClO為強堿弱酸鹽 其水解的離子方程式是ClO H2OHClO OH 依據(jù)題意可知 NO aq 轉化為HNO3 aq 發(fā)生的反應為2NO aq 3HClO aq H2O l 2HNO3 aq 3HCl aq 根據(jù)蓋斯定律知 該反應的 H 3 H1 H2 因NaClO溶液中存在ClO H2OHClO OH pH降低 c H 增大 使該平衡正向移動 c HClO 增大 使2NO 3HClO H2O2HNO3 3HCl平衡正向移動 NO的脫除率增大 3 根據(jù)氧化還原反應原理 SO2可以被HClO氧化為H2SO4 即SO2 HClO H2OS 3H Cl a 根據(jù)氣體產(chǎn)物中主要含有N2O和15N2知 發(fā)生的主要反應是A和C b 根據(jù)題意可判斷 NO和15NO2可同時被SO2還原為15NN 反應的化學方程式為3SO2 NO 15NO2 3H2O3H2SO4 15NN 易錯警示NO在通常情況下是氣體 而且難溶于水 但該題的液相氧化法中NO卻以溶液的形式出現(xiàn) 這點在審題時要引起注意 知識拓展同位素示蹤法常用于分析化學反應的實質(zhì) 2 2018北京石景山期末 19 12分 某實驗小組欲探究濃硝酸的性質(zhì) 木炭與濃硝酸反應 1 甲同學設計了圖1裝置 認為若有紅棕色氣體產(chǎn)生就說明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應 寫出木炭與濃硝酸反應的化學方程式 2 乙同學認為紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應的證據(jù) 其理由是 3 乙同學設計了圖2裝置進行實驗 木炭能燃燒 并產(chǎn)生紅棕色氣體 針對該實驗現(xiàn)象 乙同學做出如下假設 假設a 假設b 紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生NO2 NO2可能具有助燃性 木炭燃燒 假設c 紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生O2 木炭與O2反應燃燒 假設d 紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生NO2和O2 共同影響木炭的燃燒 4 設計實驗證明假設b成立 請將實驗方案補充完整 實驗方法 實驗現(xiàn)象 木炭在該氣體中持續(xù)燃燒 火焰迅速變亮 集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色 產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁 且遇空氣不變色 根據(jù)實驗現(xiàn)象寫出木炭與此氣體反應的化學方程式 設計硝酸在不同條件下分解的實驗 方案見下表 5 分析上述現(xiàn)象 得出使硝酸成功分解的關鍵是 答案 1 C 4HNO3 濃 CO2 4NO2 2H2O 2 硝酸分解也能產(chǎn)生紅棕色NO2氣體 3 紅熱木炭直接和硝酸蒸氣反應 4 將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中 一段時間后 向集氣瓶中加入適量澄清石灰水 2NO2 2CN2 2CO2 5 光照或加熱硝酸蒸氣 或硝酸分子 解析 1 木炭與濃硝酸反應產(chǎn)生紅棕色氣體二氧化氮 同時碳被氧化生成二氧化碳 反應的化學方程式為C 4HNO3 濃 CO2 4NO2 2H2O 2 硝酸分解也能產(chǎn)生紅棕色NO2氣體 故紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應的證據(jù) 4 根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷 應將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中 并用澄清石灰水檢驗生成的氣體 分析實驗現(xiàn)象可知NO2與木炭反應生成了CO2和N2 故反應的化學方程式為2NO2 2CN2 2CO2 5 分析實驗操作及現(xiàn)象可得光照或加熱硝酸蒸氣 或硝酸分子 才能使硝酸分解 易錯警示 5 分析使硝酸成功分解的關鍵時 要注意操作的不同之處及現(xiàn)象的差異 3 2017北京西城二模 27 14分 氨氮廢水中的氮元素多以N和NH3 H2O的形式存在 某工廠處理氨氮廢水的流程如下 含N的廢水低濃度氨氮廢水含余氯廢水達標廢水 1 中加入NaOH溶液 調(diào)pH 11并鼓入大量空氣 用離子方程式表示加NaOH溶液的作用是 鼓入大量空氣的目的是 2 中加入適量NaClO溶液 控制pH在6 7 將氨氮轉化為無毒物質(zhì) 為了完全從廢水中去除氨氮 加入的NaClO與水體中N的物質(zhì)的量之比最小是 過程 發(fā)生3個反應 ClO H HClO N HClONH2Cl H H2O NH2Cl中Cl元素為 1價 已知 水體中以 1價形式存在的氯元素有消毒殺菌的作用 被稱為 余氯 下圖為NaClO加入量與 余氯 含量的關系示意圖 其中氨氮含量最低的點是c點 b點表示的溶液中氮元素的主要存在形式是 用化學式表示 反應 的化學方程式是 3 中用Na2SO3溶液處理含余氯廢水 要求達標廢水中剩余Na2SO3的含量小于5mg L 1 若含余氯廢水中NaClO的含量是74 5mg L 1 則處理10m3含余氯廢水 至多添加10 Na2SO3溶液kg 溶液體積變化忽略不計 答案 1 N OH NH3 H2O將NH3吹出 2 3 2 NH2Cl2NH2Cl HClON2