（浙江選考）2020版高考化學一輪復習 專題四 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物夯基提能作業(yè).docx

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第二單元　生產(chǎn)生活中的含氮化合物 1.下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是(　　) 實驗操作 現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 ① 過量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反應后,滴入KSCN溶液 溶液呈血紅色 稀硝酸將Fe氧化為Fe3+ ② 濃硝酸久置或光照 變黃色 HNO3不穩(wěn)定,易分解 ③ 鋁箔插入稀硝酸中 無現(xiàn)象 鋁箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜 ④ 用玻璃棒蘸取濃硝酸點到藍色石蕊試紙上 試紙先變紅色后褪色 濃硝酸具有酸性和強氧化性 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 答案　D　過量的鐵粉中加入稀硝酸,生成Fe2+,加入KSCN溶液時,無明顯現(xiàn)象,故①錯誤;濃硝酸久置變黃是因為HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶于其中,故②正確;鋁箔遇濃硝酸鈍化,稀硝酸會使鋁箔溶解,故③錯誤;濃硝酸具有酸性和強氧化性,可使藍色石蕊試紙先變紅色后褪色,故④正確。 2.(2018課標Ⅱ,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(guān)(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(guān) 答案　C　本題考查硫、氮化合物的相關(guān)知識。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。 3.探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過程中,下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A.將集有氨氣的試管倒扣于水槽中,液體迅速充滿試管,說明氨氣極易溶于水 B.向氨水中加入濃氫氧化鈉溶液,加熱產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,說明氨水中含有NH4+ C.加熱NH4HCO3固體,觀察到固體逐漸減少,試管口有液滴產(chǎn)生,說明NH4HCO3具有不穩(wěn)定性 D.將紅熱的Pt絲伸入上圖所示的錐形瓶中,瓶口出現(xiàn)少量的紅棕色氣體,說明氨氣催化氧化的產(chǎn)物中有NO 答案　B　氨氣極易溶于水,使試管內(nèi)壓強迅速降低,液體迅速充滿試管,A正確;氨水中存在氨分子,加熱氨氣逸出,也能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,不能證明是銨根離子與氫氧化鈉反應產(chǎn)生的氨氣,B錯誤;試管口有液滴生成,說明NH4HCO3受熱易分解,具有不穩(wěn)定性,C正確;4NH3+5O2 4NO+6H2O,2NO+O2 2NO2,NH3的氧化產(chǎn)物應為NO,D正確。 4.下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的是(　　) A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 答案　D?、僦蠳H4Cl受熱分解產(chǎn)生NH3和HCl,但NH3、HCl遇冷會重新生成NH4Cl,且可能出現(xiàn)堵塞導管的情況;③中試管口未向下傾斜,會導致冷凝水倒流入熱的試管底部而使其破裂;②中將濃氨水滴入CaO會發(fā)生反應的化學方程式為CaO+NH3H2OCa(OH)2+NH3↑,反應放熱可制取NH3;④中濃氨水受熱產(chǎn)生NH3,通過堿石灰吸收水蒸氣后得到干燥的NH3。 5.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯誤的是(　　) A.原混合酸中NO3-的物質(zhì)的量為0.1 mol B.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應為Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣 C.第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4 D.混合酸中H2SO4濃度為2.5 molL-1 答案　A　鐵粉既能與硝酸反應又能與硫酸反應,從題干圖中可看出(注意只是第二份100 mL)OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應為Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣,反應為Fe+2H+ Fe2++H2↑,可知NO3-反應完全,第二份中NO3-的物質(zhì)的量應為5.6 g356 gmol-13=0.1 mol,溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4,此時反應的鐵的質(zhì)量是14 g,即0.25 mol,故原混合酸中H2SO4濃度為0.25mol0.1 L=2.5 molL-1,NO3-物質(zhì)的量為0.2 mol。 6.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種具有咸味、有毒,且價格比食鹽(NaCl)便宜的工業(yè)用鹽,常被誤作食鹽使用,導致多起中毒事故發(fā)生,它的部分性質(zhì)如圖,下列說法錯誤的是(　　) A.可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別食鹽(NaCl)與亞硝酸鈉(NaNO2) B.亞硝酸鈉可以加到食品中,但添加量要符合規(guī)定 C.NaNO2與N2H4反應生成NaN3的化學方程式為NaNO2+N2H4 NaN3+2H2O D.上圖所涉及的化學反應都是氧化還原反應 答案　D　亞硝酸鈉能和KI反應生成碘單質(zhì),碘遇淀粉溶液變藍色,A項正確;NaNO2具有防腐性,但有毒,所以亞硝酸鈉可以加到食品中,但添加量要符合規(guī)定,B項正確;亞硝酸鈉和肼反應生成疊氮化鈉和水,該反應中N元素化合價由+3、-2變?yōu)?13,C項正確;有電子轉(zhuǎn)移的化學反應為氧化還原反應,其特征是有元素化合價升降,NaNO2與NH4Cl反應生成NH4NO2沒有化合價的變化,不屬于氧化還原反應,D項錯誤。 7.下列關(guān)于氨水的說法中,不正確的是(　　) A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是純凈物 B.氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3H2O(水除外) C.氨水顯弱堿性,是弱電解質(zhì) D.在1 molL-1氨水中,NH3H2O、NH4+、NH3的物質(zhì)的量濃度之和為1 molL-1 答案　C　氨水是混合物,其中的NH3H2O是弱電解質(zhì)。 8.用內(nèi)置有螺旋狀銅絲的膠頭滴管小心地吸取一滴管濃硝酸后迅速插入細口瓶中(如圖所示),滴管與瓶口接觸處墊一小塊濾紙使滴管與瓶口留少量空隙,依次觀察到如下現(xiàn)象:①滴管內(nèi)產(chǎn)生紅棕色氣體,液面下降;②滴管內(nèi)液面上升,氣體變成無色;③滴管內(nèi)液面再次下降。下列說法中不正確的是(　　) A.現(xiàn)象①中產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2 B.產(chǎn)生現(xiàn)象②的原因是NO2與水反應 C.產(chǎn)生現(xiàn)象③的原因是銅與稀硝酸反應 D.最終瓶內(nèi)溶液中的溶質(zhì)一定只有Cu(NO3)2 答案　D　銅絲與濃硝酸反應產(chǎn)生紅棕色氣體NO2,A項正確;由于NO2與水反應生成無色氣體NO,氣體的物質(zhì)的量減少,液面上升,B項正確;隨著反應的進行,硝酸變稀,銅與稀硝酸反應生成不溶于水的NO,膠頭滴管內(nèi)液面再次下降,C項正確;最終瓶內(nèi)溶質(zhì)除了Cu(NO3)2外,還可能有剩余的HNO3,D項錯誤。 9.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應關(guān)系的是(　　) A.Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2,可用作呼吸面具供氧劑 B.ClO2具有還原性,可用于自來水的殺菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光導纖維 D.NH3易溶于水,可用作制冷劑 答案　A　本題考查Na2O2、ClO2、SiO2和NH3的性質(zhì)及應用。B項,ClO2具有很強的氧化性,可用于殺菌消毒;C項,SiO2用于制造光導纖維與其硬度大無關(guān);D項,NH3用作制冷劑是因為其易液化,液氨汽化吸熱。 10.將38.4 g Cu完全溶于適量濃硝酸中,收集到氮的氧化物(NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol,這些氣體恰好能被500 mL 2 molL-1 NaOH溶液完全吸收,發(fā)生的反應為2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O、NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O。則生成的鹽溶液中NaNO3的物質(zhì)的量為(　　) A.0.2 mol B.0.4 mol C.0.6 mol D.0.8 mol 答案　B　HNO3NON2O4NO2NaNO3NaNO2,整體相當于Cu失去電子生成Cu2+,NO3-得電子生成NO2-。38.4 g Cu共失去電子38.4 g64 gmol-12=1.2 mol,則可生成NaNO2 0.6 mol;根據(jù)鈉離子守恒知NaNO3的物質(zhì)的量為0.5 L2 molL-1-0.6 mol=0.4 mol,B正確。 11.下列有關(guān)元素及其化合物的說法正確的是(　　) A.鹽酸可以除去銅器表面的銅銹[Cu2(OH)2CO3] B.Na久置于空氣中最終生成NaHCO3 C.AlCl3、FeCl2、CuCl2均可由金屬單質(zhì)與氯氣直接化合制得 D.CO2、NO2、SO2都能與H2O反應,其反應原理相同 答案　A　鹽酸可以除去銅器表面的銅銹[Cu2(OH)2CO3],A正確;Na久置于空氣中最終生成Na2CO3,B錯誤;FeCl2不能由金屬單質(zhì)與氯氣直接化合制得,鐵在氯氣中燃燒生成FeCl3,C錯誤;CO2、SO2都能與H2O反應,其反應原理相同,但NO2與H2O反應生成硝酸和NO,發(fā)生自身的氧化還原反應,原理不同,D錯誤。 12.取某固體樣品,進行如下實驗: ①取一定量的樣品,加足量水充分溶解,得澄清透明溶液; ②取10 mL溶液,加入足量氯水,無氣體產(chǎn)生,再加入CCl4溶液分層,下層為橙紅色; ③分液后,將②中上層溶液加入足量BaCl2和HCl溶液,產(chǎn)生白色沉淀2.33 g; ④另取10 mL原溶液,加入過量的濃氫氧化鈉溶液并加熱,收集到標準狀況下448 mL氣體。 該固體樣品可能是(　　) A.NH4Cl、NaBr、(NH4)2SO4　 B.NaCl、NaBr、(NH4)2SO3 C.NaBr、Na2CO3、(NH4)2SO4　 D.CuBr2、NaCl、(NH4)2SO3 答案　B　①取一定量的樣品,加足量水充分溶解,得澄清透明溶液,說明物質(zhì)間不能反應生成沉淀,D會生成亞硫酸銅沉淀,D不符合;②取10 mL溶液,加入足量氯水,無氣體產(chǎn)生,C會反應放出二氧化碳氣體,不符合;再加入CCl4溶液分層,下層為橙紅色,說明含有溴離子,A、B符合;③分液后,將②中上層溶液加入足量BaCl2和HCl溶液,產(chǎn)生白色沉淀2.33 g,為0.01 mol硫酸鋇,A、B符合;④另取10 mL原溶液,加入過量的濃氫氧化鈉溶液并加熱,收集到標準狀況下448 mL氣體,為0.02 mol氨氣,說明含有銨鹽,且銨根離子和含硫的陰離子的物質(zhì)的量之比為2∶1,則A不符合,故選B。 13.由兩種元素組成的化合物M,是某種具有優(yōu)異磁學性質(zhì)的新型電子材料的主要成分。其制備流程如下: 取2.38 g的M用足量稀硫酸溶解,在所得反應液中加入足量的NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)有刺激性氣味且能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體產(chǎn)生,同時溶液中產(chǎn)生白色沉淀,迅速變成灰綠色,最終變?yōu)榧t褐色,沉淀灼燒后質(zhì)量為3.20 g。請回答: (1)寫出NaNH2的電子式:　　　　,M的化學式:　　　　; (2)根據(jù)圖示信息,用一個化學方程式表示NaN3制備方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)Na+[HNH]-　Fe4N　 (2)2NaNH2+N2O NaN3+NH3+NaOH 解析　根據(jù)流程可知,鈉與氨氣反應生成氨基鈉和氫氣,氨基鈉進一步與一氧化二氮反應生成Na3N和氮氣及氫氧化鈉,M用足量稀硫酸溶解,在所得反應液中加入足量的NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)有刺激性氣味且能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體產(chǎn)生,說明有氨氣產(chǎn)生,同時溶液中產(chǎn)生白色沉淀,迅速變成灰綠色,最終變?yōu)榧t褐色,說明白色沉淀為氫氧化亞鐵,沉淀灼燒后為3.20 g氧化鐵,氧化鐵的物質(zhì)的量為3.20 g160 g/mol=0.02 mol,根據(jù)元素守恒可知,鈉與GCl2及Na3N反應生成M、氮氣和氯化鈉,所以G為鐵元素,M是由2種元素組成的化合物,M中含有鐵元素和氮元素,其中氮元素的物質(zhì)的量為2.38 g-0.02256 g14 g/mol=0.01 mol,所以M中鐵元素和氮元素的物質(zhì)的量之比為0.02 mol2∶0.01 mol=4∶1,所以M的化學式為Fe4N。(1)NaNH2為離子化合物,電子式為Na+[HNH]-,根據(jù)分析可知,元素G的名稱為鐵,M的化學式為Fe4N。(2)根據(jù)上面的分析可知,制備NaN3的方程式為2NaNH2+N2O NaN3+NH3+NaOH。 14.氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一。工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假設不含N2O4),常見處理方法如下: (1)可用氨催化吸收法處理NOx,反應原理: 4xNH3+6NOx (2x+3)N2+6xH2O 某化學興趣小組模擬該處理過程的實驗裝置如圖。 ①裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②裝置D中堿石灰的作用是　 。 (2)用Na2CO3溶液吸收法處理NOx。已知:NO不能與Na2CO3溶液反應。 NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2　(Ⅰ) 2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2　(Ⅱ) ①當NOx被Na2CO3溶液完全吸收時,x的值不可能是　　　　(填字母)。 A.1.9　 B.1.7 C.1.5 D.1.3 ②用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每產(chǎn)生22.4 L(標準狀況)CO2(全部逸出)時,吸收液質(zhì)量就增加44 g,則NOx中的x為　　　　。 答案　(1)①2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O　②除去氣體中含有的水蒸氣 (2)①D?、?58(或1.875) 解析　(1)①氯化銨與消石灰反應生成氯化鈣、氨氣和水,反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。②裝置D中堿石灰的作用是除去氣體中含有的水蒸氣。(2)①NO不能被單獨吸收,NO和NO2混合氣體被Na2CO3溶液完全吸收的條件是滿足n(NO2)∶n(NO)≥1,當n(NO2)∶n(NO)=1時x的值最小,x最小值為1+0.5=1.5,因為混有NO,所以x的最大值<2,x的取值范圍為1.5≤x<2。②設由NO2與純堿反應產(chǎn)生的CO2為a mol,由NO和NO2與純堿反應產(chǎn)生的CO2為b mol, 2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2　Δm=48 g a 　48a NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2　Δm=32 g b　 32b a mol+b mol=22.4 L22.4 Lmol-1,48 gmol-1a mol+32 gmol-1b mol=44 g,解得a=0.75、b=0.25,n(NO2)=0.75 mol2+0.25 mol=1.75 mol,n(NO)=0.25 mol,x=0.25mol1+1.75mol20.25mol+1.75mol=158=1.875。 15.將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應,銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)NO的體積為　　　　L,NO2的體積為　　　　L。 (2)參加反應的HNO3的物質(zhì)的量是　　　　。 (3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入V mL a molL-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為　　　　molL-1。 (4)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水 　　　　g。 答案　(1)5.824　5.376 (2)1.52 mol (3)aV10-3+0.50.14 (4)57.8 解析　(1)n(Cu)=32.64 g64 gmol-1=0.51 mol,設混合氣體中NO的物質(zhì)的量為x,NO2的物質(zhì)的量為y。則x+y=11.2 L22.4 Lmol-1=0.5 mol,3x+y=(0.512)mol,解得:x=0.26 mol,y=0.24 mol。則V(NO)=0.26 mol22.4 Lmol-1=5.824 L,V(NO2)=11.2 L-5.824 L=5.376 L。(2)參加反應的HNO3分兩部分:一部分顯酸性,生成Cu(NO3)2;另一部分被還原成NO2和NO,所以參加反應的HNO3的物質(zhì)的量為0.51 mol2+0.5 mol=1.52 mol。(3)HNO3在反應中一部分變成氣體,一部分以NO3-的形式留在溶液中。變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5 mol。加入NaOH溶液恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,此時溶液中的溶質(zhì)只有NaNO3,其物質(zhì)的量為10-3aV mol,也就是以NO3-形式留在溶液中的HNO3的物質(zhì)的量為10-3aV mol。所以,c(HNO3)=aV10-3+0.50.14 molL-1。(4)由得失電子守恒得:2n(Cu)=2n(H2O2),n(H2O2)=n(Cu)=0.51 mol,則m(H2O2)=17.34 g,需30%的雙氧水:17.34 g30%=57.8 g。 16.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+NO2 2NaNO2+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)Ⅰ操作時,應控制水的蒸發(fā)量,避免濃度過大,目的是　　　　　　　　　　。蒸發(fā)Ⅰ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Ⅰ進行轉(zhuǎn)化時加入稀硝酸的目的是　　　　　　　　　　　　。母液Ⅱ需回收利用,下列處理方法合理的是　　　　　　　。 a.轉(zhuǎn)入中和液 b.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c.轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ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(zhuǎn)化為NaNO3　cd (4)1.59 解析　(1)由題中信息可知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2,當NO2過量時,還發(fā)生反應:Na2CO3+2NO2 NaNO3+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)Ⅰ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(jié)晶析出,從而造成產(chǎn)品不純。蒸發(fā)Ⅰ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,既可以減少H2O的加入量,又可以減少有毒物質(zhì)NaNO2的排放。(3)母液Ⅱ中主要含有NaNO3,若回收利用,顯然轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作最為合理,若轉(zhuǎn)入中和液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作,都會造成NaNO2產(chǎn)品不純。(4)n(NaNO2)=1.38106g69 gmol-1=2.00104 mol,則n(NaNO3)=12n(NaNO2)=1.00104 mol,由Na原子守恒可知,n(Na2CO3)=12[n(NaNO2)+n(NaNO3)]=1.50104 mol,所以m(Na2CO3)=1.50104 mol106 gmol-1 =1.59106 g=1.59 t。 17.(2018浙江11月選考,30,10分)(一)合成氨工藝(流程如圖1所示)是人工固氮最重要的途徑。 圖1 2018年是合成氨工業(yè)先驅(qū)哈伯(FHaber)獲得諾貝爾獎100周年。N2和H2生成NH3的反應為: 12N2(g)+32H2(g) NH3(g)　ΔH(298 K)=-46.2 kJmol-1 在Fe催化劑作用下的反應歷程為(*表示吸附態(tài)): 化學吸附:N2(g)→2N*;H2(g) 2H* 表面反應:N*+H* NH*;NH*+H* NH2*;NH2*+H* NH3* 脫附:NH3* NH3(g) 其中,N2的吸附分解反應活化能高、速率慢,決定了合成氨的整體反應速率。請回答: (1)利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有　　　　　。 A.低溫　　 B.高溫　　C.低壓　 D.高壓 E.催化劑 (2)標準平衡常數(shù)K?=pNH3/p?(pN2/p?)0.5(pH2/p?)1.5,其中p?為標準壓強(1105 Pa),pNH3、pN2和pH2為各組分的平衡分壓,如pNH3=xNH3p,p為平衡總壓,xNH3為平衡系統(tǒng)中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)。 ①N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3,反應在恒定溫度和標準壓強下進行,NH3的平衡產(chǎn)率為ω,則K?=　　　　　　　　　　(用含ω的最簡式表示) ②下圖中可以示意標準平衡常數(shù)K?隨溫度T變化趨勢的是　　　。 (3)實際生產(chǎn)中,常用工藝條件:Fe作催化劑,控制溫度773 K、壓強3.0107 Pa,原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8。 ①分析說明原料氣中N2過量的理由 　。 ②關(guān)于合成氨工藝的下列理解,正確的是　　　。 A.合成氨反應在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零 B.控制溫度(773 K)遠高于室溫,是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反應速率 C.當溫度、壓強一定時,在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率 D.基于NH3有較強的分子間作用力可將其液化,不斷將液氨移去,利于反應正向進行 E.分離空氣可得N2,通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣須經(jīng)過凈化處理,以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生 (二 )高鐵酸鉀(K2FeO4)可用作水處理劑。某同學通過“化學—電解法”探究K2FeO4的合成,其原理如圖2所示。接通電源,調(diào)節(jié)電壓,將一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含F(xiàn)e3+的溶液,控制溫度,可制得K2FeO4。 圖2 (1)請寫出“化學法”得到FeO42-的離子方程式　　　　　　　　。 (2)請寫出陽極的電極反應式(含F(xiàn)eO42-)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(一)(1)AD (2)①4ω(2-ω)33(1-ω)2?、贏 (3)①原料氣中N2相對易得,適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率;N2在Fe催化劑上的吸附是決速步驟,適度過量有利于提高整體反應速率?、贏DE (二)(1)2Fe3++3ClO-+10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O (2)Fe3++8OH--3e- FeO42-+4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e- FeO42-+4H2O 解析　(一)(1)根據(jù)勒夏特列原理,對于制備氨氣的反應,加壓或者降溫有助于平衡正向移動。 (2)①設初始氮氣的物質(zhì)的量為x mol,氫氣的物質(zhì)的量為3x mol。 　　　　　12N2(g) + 32 H2(g) NH3(g) 初始/mol x　 3x 0 轉(zhuǎn)化/mol xω 3xω 2xω 平衡/mol x(1-ω) 3x(1-ω) 2xω 計算體積分數(shù),代入公式,得K?=4ω(2-ω)33(1-ω)2 ②根據(jù)K隨T增大而減小,而且根據(jù)K?表達式可知,K?與T之間不是線性關(guān)系,故選擇A。 (3)①根據(jù)題意,從提高轉(zhuǎn)化率和提高反應速率角度來分析,原料中的氮氣易得,適度過量有利于提高氫氣的轉(zhuǎn)化率;氮氣在鐵催化劑上的吸附是決定速度的步驟,適度過量有利于提高整體的反應速率。 ②B項升溫會使平衡逆向移動,減小平衡轉(zhuǎn)化率,C項相當于減小了N2和H2的分壓,平衡逆向移動。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (二)(1)依據(jù)氧化還原原理,氯氣與氫氧化鉀溶液反應生成了次氯酸根離子,可以氧化鐵離子生成高鐵酸根離子:2Fe3++3ClO-+10OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O,或者2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O。 (2)根據(jù)電解法制備,鐵離子失去電子生成高鐵酸根離子:Fe3++8OH--3e- FeO42-+4H2O或者Fe(OH)3+5OH--3e- FeO42-+4H2O。