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第二单元 生产生活中的含氮化合物
教师备用题库
1.(2017北京理综,12,6分)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
①
②
③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
答案 D 本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。
2.(2018北京理综,26,13分)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
磷精矿 磷精矿粉
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)
”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同, 。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式: 。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80 ℃后脱除率变化的原因: 。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是 ;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是 。
(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b molL-1 NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是 。(已知:H3PO4摩尔质量为98 gmol-1)
答案 (1)研磨、加热
(2)①< ②核电荷数PS,得电子能力PK(N)
C.M点比N点的反应速率快
D.若N点时c(NH3)=0.2 mol/L,N点的平衡常数K(N)≈0.93
(3)催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强,则反应的离子方程式为 。
②电化学降解NO3-的原理如下图所示,电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为 。
答案 (1)①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-120 kJ/mol ②6NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2
(2)①200 ℃ ②ABD
(3)①2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O ②A 2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O
解析 (1)①根据能量变化示意图提供的信息,1 mol氮气与1 mol氧气完全反应生成2 mol NO放出的热量为(1 260-1 140) kJ=120 kJ,则N2和O2反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-120 kJ/mol;②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,NO2中氮元素化合价由+4降低到0,尿素中氮元素的化合价由-3升高到0,生成物除氮气外,还有CO2和水,则反应的化学方程式为6NO2+4CO(NH2)27N2+8H2O+4CO2。(2)①合成氨的反应是放热反应,温度越高,越不利于氨气的生成,曲线a中氨气的物质的量分数最大,则对应的温度应为200 ℃;②及时分离出NH3,平衡正向移动,可以提高H2的平衡转化率,A正确;温度不变,平衡常数不变,该反应为放热反应,温度升高,反应逆向移动,平衡常数减小,则题图中M、N、Q三点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N),B正确;温度升高,反应速率加快,则M点比N点的反应速率慢,C错误;若N点时c(NH3)=0.2 mol/L,此时氨气的物质的量分数是20%,设起始时投入N2的浓度为x mol/L,则H2浓度为3x mol/L。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始浓度(mol/L) x 3x 0
转化浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.2
平衡浓度(mol/L) x-0.1 3x-0.3 0.2
则0.24x-0.2100%=20%,解得x=0.3,N点的平衡常数K(N)=0.220.20.63≈0.93,D正确。(3)①H2能将NO3-还原为N2,溶液呈碱性,说明有OH-生成,氢气被氧化生成水,所以离子方程式为2NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O;②由题给原理图可知,Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应生成氮气,因此Ag-Pt电极为阴极,电极反应式为2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O,则B为电源负极,A为电源正极。
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