高中化學魯教版選修2學業(yè)分層測評:主題1 空氣資源 氨的合成3 Word版含解析

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1、 精品資料 學業(yè)分層測評(三) (建議用時:45分鐘) [學業(yè)達標] 1.下列氣體能造成空氣中光化學煙霧污染的是(  ) A.CO2   B.CO C.NO2 D.Cl2 【答案】 C 2.關于NO的下列敘述不正確的是(  ) A.NO可以是某些含低價N元素物質被氧化的產物 B.NO不是亞硝酸酐 C.NO可以是某些含高價N元素物質被還原的產物 D.NO是紅棕色氣體 【解析】 NO中N為+2價,故NO既有氧化性,又有還原性,可以為低價含N物質失去電子被氧化的產物,也可為高價含N物質得到電子被還原的產物。N2O3為亞硝

2、酸酐。D項不正確,NO為無色。 【答案】 D 3.化工生產中的廢氣和汽車尾氣的排放是造成大氣污染的主要原因。下列氣體經過處理后可用做燃料的是(  ) A.硫酸工業(yè)尾氣 B.硝酸工業(yè)尾氣 C.汽車尾氣 D.高爐煤氣 【解析】 各選項與主要污染物的對應關系是:A——二氧化硫、三氧化硫;B——一氧化氮、二氧化氮;C——一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和烴;D——一氧化碳、二氧化碳。由于汽車尾氣很分散,而目前甚至于今后一段時間內,將汽車尾氣轉化為燃料還不現(xiàn)實,故選D。 【答案】 D 4.在體積為V L的密閉容器中通入a mol NO和b mol O2。反應后容器內氮原子數(shù)和氧原子

3、數(shù)之比為(  ) A. B. C. D. 【解析】 根據(jù)原子守恒得答案為:。 【答案】 C 5.3NO2+H2O===2HNO3+NO為工業(yè)上氨催化氧化法制硝酸的反應之一,該反應中NO2的作用是(  ) A.只作氧化劑 B.只作還原劑 C.既作氧化劑又作還原劑 D.既不作氧化劑又不作還原劑 【解析】 該反應二氧化氮中N元素的化合價由+4價變?yōu)椋?價和+2價,二氧化氮既失電子又得電子,所以二氧化氮既是氧化劑又是還原劑,故選C。 【答案】 C 6.下列反應既屬于離子反應,又屬于氧化還原反應的是 (  ) 【導學號:28920011】 A.4NH3+5O24NO+

4、6H2O B.2NO+O2===2NO2 C.3NO2+H2O===2HNO3+NO D.N2O3+2NaOH===2NaNO2+H2O 【解析】 A、B兩項反應不屬于離子反應;D項反應不屬于氧化還原反應。 【答案】 C 7.工業(yè)制硝酸的其中一步反應為氨的氧化,反應方程式為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0,有關該反應的說法正確的是(  ) A.反應達到平衡后,3v正(NH3)=2v逆(H2O) B.反應處于平衡狀態(tài)時,c(NH3)·c(O2)=c(NO)·c(H2O) C.其它條件不變,溫度越高,氨的轉化率越高 D.增大壓強是加快反應速

5、率并提高NO產率的有效措施 【解析】 A.反應達到平衡后,3v正(NH3)=2v逆(H2O),各組分濃度不變,故A正確;B.反應處于平衡狀態(tài)時,體系中各組分的濃度不變,與c(NH3)·c(O2)和c(NO)·c(H2O)是否相等無關,故B錯誤;C.該反應正反應方向是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,溫度越高,氨的轉化率越低,故C錯誤;D.由于增大壓強,平衡向逆反應方向移動,一氧化氮生產量減小,所以尋找合適的催化劑及提高氧氣的濃度是加快反應速率并提高NO產率的有效措施,故D錯誤。故選A。 【答案】 A 8.已知氮的氧化物跟NaOH溶液發(fā)生的化學反應如下:2NO2+2NaOH===Na

6、NO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,現(xiàn)有m mol NO2和n mol NO 組成的混合氣體,需用NaOH溶液使其完全吸收至無氣體剩余。已知NaOH物質的量濃度為a mol ·L-1,則需該NaOH溶液的體積是 (  ) A. L B. L C. L D. L 【解析】 根據(jù)氣體全部被吸收,生成的鹽是NaNO3和NaNO2,可知鈉原子的物質的量等于氮原子的物質的量,即n(NaOH)=n(NO2)+n(NO)=(m+n)mol,所以NaOH溶液的體積為 L。 【答案】 D 9.將20 mL二氧化氮和氨氣的混合氣體,在一定條件下充分反

7、應,化學方程式是6NO2+8NH37N2+12H2O。已知參加反應的二氧化氮比氨氣少2 mL(氣體體積均在相同狀況下測定),則原混合氣體中二氧化氮和氨氣的物質的量之比是:①3∶2 ②2∶3?、?∶7 ④3∶4,正確的組合為(  ) A.①③ B.②③ C.②④ D.①④ 【解析】 注意到給予的反應為可逆反應。NO2、NH3均不可能完全消耗。NO2比NH3少消耗了2 mL,具體關系應該為NO2消耗6 mL,NH3消耗8 mL,兩種物質共消耗了14 mL,剩余6 mL,具體剩余的NO2、NH3各有多少,依據(jù)起始的投入來決定。起始投入不確定時,具體剩余的NO2、NH3體積也不確定。反過來,

8、不知道剩余的NO2、NH3體積也就無法確定起始給予的NO2、NH3各多少體積。但是,用極端假設法可以確定起始給予的NO2、NH3的體積范圍。假若剩余的氣體全部為NO2,則原NO2有(6+6)mL=12 mL,NH3有8 mL,原混合氣體中二氧化氮和氨氣的物質的量之比是3∶2。假若剩余的氣體全部為NH3,則原NH3有(8+6)mL=14 mL,NO2有6 mL,原混合氣體中二氧化氮和氨氣的物質的量之比是3∶7,故原混合氣體中<<。 【答案】 C 10.將m g氨通過氨氧化法完全制成硝酸,且將硝酸全部溶解在反應中生成的水里制成濃硝酸,其質量分數(shù)為(  ) A.77.8% B.50% C.6

9、3.5% D.98% 【解析】 根據(jù)4NH3+5O2===4NO+6H2O,4NO+3O2+2H2O===4HNO3得關系式:NH3+2O2===HNO3+H2O,故溶液相當于1 mol水中溶解1 mol HNO3,故質量分數(shù)為×100%=77.8%。 【答案】 A [能力提升] 11.硝酸工業(yè)尾氣的凈化方法有多種。 (1)堿液吸收是一種常用的方法。工業(yè)上常用純堿溶液來吸收尾氣中的氮的氧化物,反應的化學方程式為________________________________。如果希望吸收產物全部為硝酸鈉,可用濃硝酸處理所得的吸收液,試寫出反應的化學方程式:______________

10、______________________________________________________。 (2)催化還原法是用還原劑在有催化劑存在的條件下來還原氮的氧化物。如果以NH3為還原劑,可分別將尾氣中的NO和NO2還原成N2和H2O,寫出這兩個反應的化學方程式:__________________________________________________ ________________________________________________________________。 【答案】 (1)2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2 NaNO

11、2+2HNO3===NaNO3+2NO2↑+H2O (2)4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+12H2O 12.某化學小組的同學設計了如圖的實驗裝置。 將氨氣與過量的氧氣通入硬質玻璃管中,管中裝有Cr2O3催化劑,用酒精燈加熱。 (1)氨氣催化氧化的化學方程式是____________________________________ ________;試管內氣體變?yōu)榧t棕色,該反應的化學方程式是____________________________________________________________________。 (2)停止反應后,立即關

12、閉試管的兩個活塞,一段時間后,將試管浸入冰水中,試管內氣體顏色__________,原因是__________________________________。 【答案】 (1)4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 (2)變淺 存在2NO2N2O4的平衡,降溫平衡右移 13.工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產,流程如下: (1)某溫度下體積為200 L的氨合成塔中,測得如下數(shù)據(jù):  時間(h) 濃度(mol·L-1)    0 1 2 3 4 N2 1.500 1.400 1.200 c1 c1 H2 4.500 4.200

13、 3.600 c2 c2 NH3 0 0.200 0.600 c3 c3 根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算0~2小時內N2的平均反應速率為________mol·L-1·h-1。 若起始時與平衡時的壓強之比為a,則N2的轉化率為________(用含a的代數(shù)式表示)。 (2)氨氣和氧氣從145 ℃就開始反應,在不同溫度和催化劑條件下生成不同產物(如圖): 已知:4NH3+5O24NO+6H2O K1=1×1053(900 ℃) 4NH3+3O22N2+6H2O K2=1×1067(900 ℃) 溫度較低時以生成________為主,溫度高于900 ℃時,NO產率下

14、降的原因 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 吸收塔中需要補充空氣的原因______________________________________。 (3)尾氣處理時小型化工廠常用尿素作為氮氧化物的吸收劑,此法運行費用低,吸收效果好,不產生二次污染,吸收后尾氣中NO和NO2的去除率高達99.95%。其主要的反應為氮氧化物混合氣與水反應生成亞硝酸,亞硝酸再與尿素

15、[CO(NH2)2]反應生成CO2和N2,請寫出有關反應化學方程式:_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 【解析】 (1)由反應速率的計算表達式,可求出v(N2)=(1.5 mol·L-1-1.2 mol·L-1)/2 h=0.15 mol·L-1·h-1。設N2轉化x mol。     N2 ?。? 3H2    2NH3 起始/mol

16、 300 900 0 轉化/mol x 3x 2x 平衡/mol 300-x 900-3x 2x 由同溫、同體積時,壓強之比等于物質的量之比得:=a,解得x=600(1-), φ(N2)=×100%=2(1-)×100%。 (2)從圖中不難讀出低溫生成N2,高溫生成NO,但當高于900 ℃時,反應逆向移動,故NO的產率減小。再通入空氣,相當于增加反應物,平衡正向移動,NH3的轉化率進一步提高,使硝酸產量增加。 (3)根據(jù)題中信息,可寫出反應物和產物,關鍵運用化合價和原子守恒來配平。 【答案】 (1)0

17、.15 2(1-1/a)×100% (2)N2 生成NO的反應為放熱反應,升高溫度轉化率下降 進一步與NO反應生成硝酸 (3)NO+NO2+H2O===2HNO2、 CO(NH2)2+2HNO2===CO2↑+2N2↑+3H2O 14.如圖是模擬工業(yè)制硝酸原理的實驗裝置。先用酒精燈對硬質玻璃管里的三氧化二鉻加熱,然后把空氣鼓入盛有濃氨水的錐形瓶,當三氧化二鉻保持紅熱狀態(tài)時,移去酒精燈。根據(jù)題意回答問題: 【導學號:28920012】 (1)硬質玻璃管里發(fā)生反應的化學方程式為____________________________ ________________________

18、________________________________________, 當三氧化二鉻紅熱時,移去酒精燈,原因是:____________________________ ________________________________________________________________。 (2)圓底燒瓶里的實驗現(xiàn)象是_______________________________________, 鼓入空氣的作用是________________________________________________。 (3)實驗結束后,在圓底燒瓶內壁上有時會看到少量無

19、色晶體,寫出生成該晶體的化學方程式: _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)新制的三氧化二鉻催化效果較好。實驗室一般用加熱分解(NH4)2Cr2O7的方法制三氧化二鉻,反應的化學方程式為_________________________________。 (5)工業(yè)上要獲得濃度較大的硝酸,往往在稀硝酸中加入吸水劑硝酸鎂或濃硫酸,然后________(填一種操

20、作名稱),實驗室里保存濃硝酸的方法是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 【解析】 (1)氨氣具有還原性,在催化劑作用下可與氧氣反應被氧化為NO;該反應是放熱反應,溫度太高可能使催化劑的活性降低。 (2)產生的一氧化氮能和氧氣反應生成紅棕色的NO2,鼓入空氣有利于氨氣的逸出,同時提供氧氣。 (3)NO2與水反應生成HNO3,NH3與HNO3反應生成了

21、NH4NO3:NH3+HNO3===NH4NO3。 (4)(NH4)2Cr2O7中銨根中的氮是負三價,有還原性,重鉻酸根中的鉻正六價,有氧化性,會發(fā)生自身氧化還原反應,氮元素化合價升高為0價,鉻元素化合價降低為+3價,分別生成氮氣和氧化鉻。 (5)硝酸和硝酸鎂溶液或濃硫酸互溶,可以采取蒸餾的方法分離,濃硝酸不穩(wěn)定,易分解,應盛于棕色瓶中,密封放于陰暗處。 【答案】 (1)4NH3+5O24NO+6H2O 該反應是放熱反應,溫度太高可能使催化劑的活性降低 (2)有紅棕色氣體產生 提供氧氣且促進氨的逸出 (3)NH3+HNO3===NH4NO3 (4)(NH4)2Cr2O7N2↑+Cr2O3+4H2O (5)蒸餾 盛于棕色瓶中,密封置于陰暗處

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