一定條件
某工廠以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的含CH4 89.6%的天然氣100 m3為原料經(jīng)過(guò)上述過(guò)程,生產(chǎn)尿素和硝酸銨。
⑴ 合成氨生產(chǎn)過(guò)程中氨的產(chǎn)率為60%,假設(shè)其它各步反應(yīng)均完全且不考慮副反應(yīng),求100 m3的天然氣可生產(chǎn)尿素的質(zhì)量。(注:產(chǎn)率為實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量之比)
⑵ 為使硝酸生產(chǎn)過(guò)程中不再補(bǔ)充空氣,假設(shè)各步反應(yīng)均完全且氨中氮元素全部轉(zhuǎn)化為HNO3,空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)設(shè)為20%,求由氨氣和空氣組成的原料氣中 (不包含被硝酸吸收的氨氣)氨氣與空氣的體積比。
⑶ 實(shí)際生產(chǎn)中,若氨的產(chǎn)率為60%,硝酸的產(chǎn)率為80%,求100 m3的天然氣最多可生產(chǎn)硝酸銨的質(zhì)量。
答案(1)192kg(3分)
(2)1:10(3分)
(3)227.6kg(4分)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
11.(江蘇省南京市2009屆高三年級(jí)質(zhì)量檢測(cè))(10分)下圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程。
(1)吸收塔C中通入空氣的目的是 。A、B、C、D四個(gè)容器中的反應(yīng),屬于氧化
還原反應(yīng)的是 (填字母)。
(2)已知:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=一1266.8kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g)
△H=+180.5 kJ/mol
寫出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式: ,氨催化氧化反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。
(3)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=一92 kJ/mol。為提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,宜采取的措施有 。(填字母)
A.升高溫度
B.使用催化劑 C.增大壓強(qiáng)
D.循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?nbsp; E.及時(shí)移出氨
(4)在一定溫度和壓強(qiáng)下,將H2和N2按3:1(體積比)在密閉容器中混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得平衡混合氣中NH3的氣體體積分?jǐn)?shù)為17.6%,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率
為
。
答案
(1)使NO全部轉(zhuǎn)化成HNO3 ABC
(2)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8kJ/mol
(3)CDE
(4)30%(或29.9%)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
12(2008-2009學(xué)年度江蘇省淮陰中學(xué)高三第三次調(diào)研測(cè)試).鎂完全溶解于一定量濃硝酸反應(yīng),得到溶液A和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與2.24LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中正好完全被水吸收。若向所得溶液A中加入NaOH溶液至恰好完全沉淀,將所得沉淀過(guò)濾洗滌灼燒至質(zhì)量不再變化,此時(shí)固體量為 ( BD )
A.16g B.8 g C.40g D. 0.2mol
13.(2008-2009學(xué)年度江蘇省淮陰中學(xué)高三第三次調(diào)研測(cè)試)(6分)A、B、C、D、E五種物質(zhì)含有同一元素X,在一定條件下它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,若A、B、C、D為氣體且其中有一種為有色氣體,E為液體,回答下列問(wèn)題。
(1)B中只含兩種元素,且兩種元素的序數(shù)相差6,當(dāng)B和E在空氣中相遇時(shí)能形成大量的白煙,則D的分子式為_(kāi)__________
(2)當(dāng)小心加熱B與E化合時(shí)生成的物質(zhì)F時(shí),可得到一種與CO2具有相同原子數(shù)目和電子數(shù)目的氣體G和另一種無(wú)色無(wú)味的液體H,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式___________ 。
答案.(1)NO2(3分)(2)NH4NO3 N2O+2H2O(3分)
14.(2008-2009學(xué)年度江蘇省淮陰中學(xué)高三第三次調(diào)研測(cè)試)(10分)A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件未標(biāo)出,有關(guān)產(chǎn)物已略去),其中反應(yīng)①是置換反應(yīng)。
(1)若A是常見(jiàn)的金屬單質(zhì),D、F是氣態(tài)單質(zhì),反應(yīng)①在水溶液中進(jìn)行,則反應(yīng)②(在水溶液中進(jìn)行)的離子方程式是
;已知l g D與F反應(yīng)生成B時(shí)放出92.3 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
。
(2)若B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì),且B有毒,③和④兩個(gè)反應(yīng)中都有水生成,反應(yīng)②需要放電才能發(fā)生, A、D相遇有白煙生成,則形成C的元素原子的電子排布式為 ,反應(yīng)③的化學(xué)方程式是
(3)若A、D為短周期元素單質(zhì),且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍,所含元素的原子核外最外層電子數(shù)D是A的2倍,③和④兩個(gè)反應(yīng)中都有紅棕色氣體生成,則反應(yīng)④的化學(xué)方程式是
答案.(1)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl- (2分)
H2(g)+C12(g)==2HCl(g) △H =-184.6kJ/mol(2分)
(2)1S22S22P3 (2分) 4NH3+5O2
4NO+6H2O (2分)
(3)C+4HNO3(濃)
CO2↑+4NO2 ↑+2H2O (2分)
15.(淮安市2009屆高三年級(jí)十月四校聯(lián)考)(9分)化肥中的氮肥主要是“銨肥”和尿素。某化學(xué)興趣小組對(duì)某“銨肥”化肥進(jìn)行了專項(xiàng)研究:
(1)預(yù)測(cè):根據(jù)已有知識(shí)和“銨”的名稱,該小組預(yù)測(cè)該“銨肥”是_____(至少填2種不同的“某”酸)銨鹽。
(2)驗(yàn)證和探究:
①NH4+的驗(yàn)證:取少量固體藥品于試管中,然后
。
②陰離子的探究:
a.取少量固體藥品于試管中,然后向試管中滴加稀鹽酸,固體全部溶解,將產(chǎn)生的氣體通入下列裝置。觀察到的現(xiàn)象是:溴水無(wú)明顯變化,澄清石灰水變渾濁。再向滴加稀鹽酸反應(yīng)后的試管中,加Ba(OH)2溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象。初步結(jié)論:“銨肥”是
的銨鹽。
b.要進(jìn)一步確定“銨肥”的成分還需要補(bǔ)做如下實(shí)驗(yàn):取適量“銨肥”配制成溶液,取試液于一支潔凈的試管中,加
答案(1)碳酸、硫酸、亞硫酸、硝酸等任寫兩個(gè)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
16.(江蘇省射陽(yáng)中學(xué)2009屆高三第二次月考)將充有n mLNO和m
mLNO2氣體的試管倒立于盛水的水槽中,然后通入n mLO2。m>n , 則充分反應(yīng)后,試管中氣體在同溫同壓下的體積為[A]
A.(m-n)/3 mL B.(n-m)/3 mL C.(4 m-1)/13 mL D.3/(m-n) mL
17. (常州市第二中學(xué)09高三化學(xué)期中質(zhì)量檢測(cè)試卷)(8分) Cu、Cu2O和CuO組成的混合物,加入100mL0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同時(shí)收集到224mLNO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況).求:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①.生成硝酸銅的物質(zhì)的量.
②.如混合物中含0.01moLCu,則其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量分別為多少?
③.如混合物中Cu的物質(zhì)的量為x,求其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量及x的取值范圍.
答案.①.利用N原子守恒.n(HNO3)=0.06mol,n(NO)=0.01mol,則n(Cu(NO3)2)=(0.06-0.01)/2=0.025mol
(2分)
②.混合物中雖含有Cu、Cu2O和CuO三種物質(zhì),但參加氧化還原反應(yīng)的只有 Cu、Cu2O,所以利用電子守恒可直接求解.
轉(zhuǎn)移電子總數(shù):n()= n(NO)×3=0.03mol
Cu提供電子數(shù):0.01×2=0.02mol
Cu2O提供電子數(shù):0.03-0.02=0.01mol n(Cu2O)=0.01/2=0.005mol
銅守恒:n(CuO)=0.025mol-0.01mol-0.005mol×2=0.005mol (2分)
③.根據(jù)③解法可得n(Cu2O)=(0.03
mol-2x)/2=0.015 mol-x (1分)
n(CuO)=0.025
mol?2(0.015 mol-x)?x=x-0.005mol(1分)
根據(jù)電子守恒進(jìn)行極端假設(shè):
若電子全由Cu提供,則n(Cu)=0.015mol
若電子全由Cu2O提供,則n(Cu2O)=0.015mol,則n(Cu2+)=0.03mol大于了0.025mol,說(shuō)明n(Cu)不等于0,另根據(jù)n(CuO)=x-0.005mol要大于0可得n(Cu)>0.005mol.
所以0.005mol
< n(Cu)<0.015mol.
(2分)
18.(江蘇省姜堰市2008~2009學(xué)年度第一學(xué)期期中考試)將Mg和Cu組成的2.64 g混合物投入適量的稀硝酸中恰好反應(yīng),固體完全溶解時(shí)收集到NO氣體0.896L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL時(shí)金屬離子恰好沉淀完全。則形成沉淀的質(zhì)量為 【B 】
A.4.32g B.4.68g C.5.36g
D.6.38g
19.(江蘇省揚(yáng)州中學(xué)2008~2009學(xué)年第一學(xué)期第一次月考)某;瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)后討論:運(yùn)用類比的思想,既然氨氣具有還原性,能否象H2那樣還原CuO呢?他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取氨氣并探究上述問(wèn)題。請(qǐng)你參與該小組的活動(dòng)并完成下列研究:
(一)制取氨氣
(1)實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合物來(lái)制取氨氣,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
(2)實(shí)驗(yàn)室還可在 (填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。
(二)實(shí)驗(yàn)探究
該小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氨氣還原性及其產(chǎn)物,實(shí)驗(yàn)裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)圖如下:
(1)該裝置在設(shè)計(jì)上有一定的缺陷,為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,你對(duì)該裝置的改進(jìn)措施是
。
(2)利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì),無(wú)水CuSO4變藍(lán),同時(shí)生成一種無(wú)污染的氣體。請(qǐng)寫出NH3與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式
(三)問(wèn)題討論
(1)有同學(xué)認(rèn)為:NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知Cu2O是紅色粉末,是一種堿性氧化物,在酸性溶液中,Cu+能自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和Cu。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O:
(2)在解決了問(wèn)題(1)后,又有同學(xué)提出:Cu2O與CuO的熱穩(wěn)定性哪個(gè)更強(qiáng)?于是他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
取98 g Cu(OH)2固體,加熱到80℃~100℃時(shí),得到黑色固體粉未,繼續(xù)加熱到1000℃以上,黑色粉未全部變成紅色粉未A。冷卻后稱量,A的質(zhì)量為72 g。
據(jù)此可推得A為 ,由此得到的結(jié)論是
。
答案(一)(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 △ CaCl2+2NH3↑+2H2O (2分)
(2)氫氧化鈉固體(或生石灰或堿石灰) (2分)
(二)(1)在裝置A和B之間增加裝有堿石灰的干燥管 (2分)
(2)3CuO+2NH3 △ 3Cu+N2+3H2O (2分)
(三)(1)取少量樣品,加入稀H2SO4,若溶液出現(xiàn)藍(lán)色,說(shuō)明紅色物質(zhì)中含有Cu2O,反之,則沒(méi)有 (2分)
(2)Cu2O (2分) CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定性差 (2分)
20.(江蘇省華羅庚中學(xué)2009屆年秋學(xué)期高三年級(jí)第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))(7分)化肥中的氮肥主要是“銨肥”和尿素。某化學(xué)興趣小組對(duì)某“銨肥”化肥進(jìn)行了專項(xiàng)研究:
(1)預(yù)測(cè):根據(jù)已有知識(shí)和“銨”的名稱,該小組預(yù)測(cè)該“銨肥”是_____(至少填2種不同的“某”酸)銨鹽。
(2)驗(yàn)證和探究:
①NH4+的驗(yàn)證:取少量固體藥品于試管中,然后
。
②陰離子的探究:
a.取少量固體藥品于試管中,然后向試管中滴加稀鹽酸,固體全部溶解,將產(chǎn)生的氣體通入下列裝置。觀察到的現(xiàn)象是:溴水無(wú)明顯變化,澄清石灰水變渾濁。再向滴加稀鹽酸反應(yīng)后的試管中,加Ba(OH)2溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象。初步結(jié)論:“銨肥”是
的銨鹽。
b.要進(jìn)一步確定“銨肥”的成分還需要補(bǔ)做如下實(shí)驗(yàn):取適量“銨肥”配制成溶液,取試液于一支潔凈的試管中,加
答案、(7分)(1)碳酸、硫酸、亞硫酸、硝酸等任寫兩個(gè)(2分)
下面為碳酸為1分,其余每空2分
21、(2008―2009學(xué)年度啟東市匯龍中學(xué)第一次月考)含氮廢水進(jìn)入水體而對(duì)環(huán)境造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重,環(huán)境專家認(rèn)為可以用金屬鋁將水體中的NO3-還原為N2,從而消除污染。其反應(yīng)的離子方程式是:
6NO3-+10Al+18H2O=3N2↑+10Al(OH)3+6OH―
(1)現(xiàn)在要除去1m3含氮元素0.3mol的廢水中的NO3-(設(shè)氮元素都以NO3-的形式存在,下同),則至少需要消耗金屬鋁__________g。
(2)有人認(rèn)為金屬鎂比鋁能更快消除氮的污染,其反應(yīng)原理和金屬鋁相同。
①寫出鎂和含氮廢水反應(yīng)的離子方程式_____________________________。
②已知金屬鎂是從海水中提取的MgCl2通過(guò)電解制得的。若要除去1m3含氮元素0.3mol的廢水中的NO3-,則至少需要含0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))MgCl2的海水質(zhì)量是多少?
答案、(1)13.5 (2分)
(2)①2NO3-+5Mg+6H2O==N2+5Mg(OH)2+2OH- (2分) ②14.25 kg (4分)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
22、(2008―2009學(xué)年度啟東市匯龍中學(xué)第一次月考)磷酸(H3PO4)在溶液中能夠以H3PO4、H2PO4―、HPO42―、和PO43―四種粒子形式存在,當(dāng)溶液的pH發(fā)生變化時(shí),其中任一種粒子的物質(zhì)的量占四種粒子總物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)δ也可能發(fā)生變化。下圖是H3PO4溶液中,各種粒子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ隨pH的變化曲線:
(1)設(shè)磷酸總濃度為c(總),寫出c(總)與各粒子濃度間的關(guān)系式
。
(2)向Na3PO4溶液中逐滴滴入稀鹽酸,當(dāng)pH從9降到6的過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為
。當(dāng)pH=7時(shí),溶液中主要存在的陰離子(OH―離子除外)是
。
(3)從圖中推斷NaH2PO4溶液呈 性(填“酸”、“堿”、或“中”),其原因是
。
(4)在Na3PO4溶液中,c(Na+)/ c(PO43―) 3(填“>”、“==”、或“<”);向該溶液中滴入幾滴濃KOH溶液后,c(Na+)/ c(PO43―)的值減小,原因是
。
答案、(1)c(總)== c(H3PO4)+ c(H2PO4―)+ c(HPO42―)+ c(PO43―)(2分)
(2)HPO42―+H+== H2PO4―(1分) H2PO4―(1分)、HPO42―(1分)
(3)酸(1分)H2PO4―在溶液中的電離程度大于水解程度。(2分)
(4)>(1分),KOH抑制了PO43―的水解(1分)
23.(江蘇省宿遷中學(xué)高三實(shí)驗(yàn)班化學(xué)模擬2)同溫同壓下,在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2,F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應(yīng)后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,則下列關(guān)系正確的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2 C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2
24(江蘇省宿遷中學(xué)高三實(shí)驗(yàn)班化學(xué)模擬2)(12分)實(shí)驗(yàn)室用燃料法測(cè)定某種氨基酸(CxHyOzNp)的分子式組成,取Wg該種氨基酸放在純氧中充分燃燒,生成CO2、H2O和N2,F(xiàn)用下圖所示裝置置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(鐵架臺(tái)、鐵夾、酒精燈等未畫出)。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),首先打開(kāi)止水夾a,關(guān)閉止水夾b,通入一段時(shí)間的氧氣,這樣做的
目的是
,之后關(guān)閉止水夾a。
(2)由裝置B、C可分別確定待測(cè)氨基酸中含有的
和 質(zhì)量。
(3)E裝置的作用是測(cè)量
的體積,并由此確定待測(cè)氨基酸中含有的
的質(zhì)量,為了較準(zhǔn)確地測(cè)量該氣體的體積。在讀反應(yīng)前后甲管中液面的讀數(shù)求其差值
的過(guò)程中,應(yīng)注意
(填代號(hào))。
a、視線與凹液面最低處相平 b、等待片刻,待乙管中液面不再上升時(shí),立刻讀數(shù)
c、讀數(shù)時(shí)應(yīng)上下移動(dòng)乙管,使甲、乙兩管液面相平
d、讀數(shù)時(shí)不一定使甲、乙兩管液面相平
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)定的哪一數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確
其理由是
(5)嚴(yán)格地說(shuō),按上述方案只能確定氨基酸的
。
若要確定此氨基酸的分子式,還要測(cè)定該氨基酸的
。
答案(1)排凈裝置中的N2 (2)H元素;C元素
(3)N2;N元素; ac (4)N2的體積;
多余的O2在D中沒(méi)有被吸收完全
(5)最簡(jiǎn)式; 相對(duì)分子質(zhì)量
25.(海州高級(jí)中學(xué)2009屆高三化學(xué)第三次綜合測(cè)試)(12分)下圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程。
(1)吸收塔C中通入空氣的目的是 。
A、B、C、D四個(gè)容器中的反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)的是 (填字母)。
(2)已知:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H= 一1266.8kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5 kJ/mol
寫出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式: ,
氨催化氧化反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。
(3)已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H= 一92 kJ/mol。
為提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,宜采取的措施有 。(填字母)
A.升高溫度
B.使用催化劑 C.增大壓強(qiáng)
D.循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?nbsp; E.及時(shí)移出氨
(4)在一定溫度和壓強(qiáng)下,將H2和N2按3∶1(體積比)在密閉容器中混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得平衡混合氣中NH3的氣體體積分?jǐn)?shù)為17.6%,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為 。
答案.(1)使NO充分氧化為NO2;ABC。(2)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),ΔH=-905.8KJ/mol K=c4(NO) c6(H2O)/c4(NO2)
c5(O2)(3)CDE。(4)30%