高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课堂检测
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课堂检测,共13页。试卷主要包含了单选题,计算题,实验题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
第五章第二节氮及其化合物同步练习
2022——2023学年下学期高一化学人教版(2019)必修2
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列反应中,不属于氮的固定的是
A.N2和H2在一定条件下合成NH3
B.豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮
C.雷电时,空气中的N2与O2反应生成NO
D.由NH3制碳酸氢铵和尿素
2.生物固氮是指
A.生物从土壤中吸收含氮养料
B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C.土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气
D.微生物将空气中的氮气转变为含氮化合物
3.某同学探究氨和铵盐的性质,相关实验操作及现象描述正确的是
A.加热晶体制备氨气
B.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟
C.将浓氨水滴到CaO上,会有氨气生成
D.除去碘中混有的少量氯化铵,可采用升华的方法
4.要鉴别NH4Cl、Na2SO4和(NH4)2SO4三种溶液,可加入下列试剂的
A.NaOH溶液 B.Ba(NO3)2溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.AgNO3溶液
5.在火箭燃料中作氧化剂,下列有关二氧化氮的说法正确的是
A.为红棕色且有刺激性气味的气体 B.属于酸性氧化物
C.经转化被植物吸收,属于氮的固定 D.常温下空气中与可以化合成
6.将3.84g铜和一定量的浓硝酸反应,随着铜的不断减少,反应生成NO2和NO的混合气体,当铜完全溶解时,共产生气体1.12L(已折合为标准状况),则产生的NO2和NO的物质的量之比为
A.3︰7 B.9︰1 C.4︰1 D.2︰3
7.在pH=1且含有大量Fe2+和NH的溶液中,能大量存在的阴离子是
A.SO B.NO C.OH- D.HCO
8.铁是应用最广泛的金属,被誉为“金属之王”。已知:①,②。下列有关说法正确的是
A.FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为
B.反应②中Cu元素化合价升高,发生还原反应
C.铁与稀硝酸反应中电子转移情况:
D.反应①中硝酸只起氧化剂的作用
9.实验室制备气体后,在收集气体时,往往根据气体的性质选择不同的收集方法,在实验室制备下列气体时,只能使用排水法收集的是
A.HCl B.CO2
C.NO D.NO2
10.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
B
浓硫酸
溶液
C
稀硝酸
D
浓盐酸
溶液
A.A B.B C.C D.D
11.一定量的镁铝合金与完全反应生成(标况),再向反应后的溶液中加入溶液,使镁、铝元素恰好完全沉淀,则所加溶液体积是
A. B. C. D.
12.NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是。
A.NO是具有刺激性气味的红棕色气体
B.NO是汽车尾气的有害成分之一
C.NO常温下遇到O2就化合成NO2
D.NO2与水反应,有NO生成
13.自然界中氮的循环如如图所示。下列说法中,不正确的是
A.工业合成氨属于人工固氮
B.雷电作用下与发生了化学反应
C.在氮的循环中不涉及氧化还原反应
D.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
14.厌氧氨氧化(Anammox)法是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中正确的是
A.1 mol NH所含的质子总数为10NA
B.1 mol NH经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,得到氮气的体积约为11.2 L(假设每步转化均完全)
C.该方法每处理1 mol NH需要的NO为0.5 mol
D.该过程的总反应是NH+NO=N2↑+2H2O
15.无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,且无气体剩余,则甲气体的组成为
A.NO2、N2 B.NO、CO2 C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
二、计算题
16.已知NO不溶于水,NO2易溶于水,且与水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO。把盛有48 mL NO和NO2混合气体的容器倒置于水中(保持同温同压),待液面稳定后,容器内气体的体积变为24 mL,则:
(1)原混合气中,NO是_______ mL,NO2是_______ mL。
(2)若在剩余的24 mL气体中,通入6 mL O2,待液面稳定后,反应后容器内剩余气体体积为_______ mL。
(3)若在剩余的24 mL气体中,通入24 mL O2,待液面稳定后,反应后容器内剩余气体体积为_______ mL。
(4)若在原48 mL NO、NO2中,通入_______ mL O2再倒置于水中,气体会全部被吸收。
17.氮的氧化物既是可导致酸雨的物质,也是造成空气污染的重要物质,加大对氮的氧化物的治理是环境保护重要举措。
(1)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: _____________________________,该反应中氧化剂是_________,还原剂是________________________________________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成对大气无污染的气体,该反应的化学方程式为___________________________________。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
现有VL某NaOH溶液能完全吸收nmol NO2和mmol NO组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_________ mol·L-1。
②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=_________。
③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)=_________。
三、实验题
18.NH3是重要的化工原料。
(1)实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_______。
(2)某化学课外活动小组设计了如图所示组合装置进行氨气的性质探究实验(部分固定装置略去)。
①装置A的分液漏斗中盛放浓氨水,则烧瓶中盛放的药品应该是_______;装置B中盛放的试剂是_______。
②点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后,关闭分液漏斗活塞,稍等片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,发生反应的化学方程式:_______;装置E中溶液里出现大量气泡,同时产生_______(现象)。反应后,装置E中除存在较多的H+外,还可能存在的一种阳离子是_______。
③关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中,写出产生白烟的化学方程式:_______;液体倒吸的原因是_______。
19.某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质:
(1)装置A中发生反应的化学方程式_______。
(2)装置B中的干燥剂是_______(填名称)。
(3)装置C中的现象是_______。
(4)实验进行一段时间后,挤压装置D中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是____,发生反应的化学方程式为_______。
(5)为防止过量氨气外逸,需要在上述装置的末端增加一个尾气吸收装置,应选用的装置是____(填“E”或“F”)。
(6)①欲制取标准状况下4.48LNH3,至少需要NH4Cl_______g。
②实验室制取氨气,还可采用图中的_______(填“A”或“B”)。
四、原理综合题
20.研究NO2、SO2、等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为________。利用反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可处理NO2,当转移1.2 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是___L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0 kJ/mol
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的 △H=___kJ/mol。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是___。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K=___。
(3)催化剂存在下,NH3可用来消除NO的污染,生成两种对环境无害的物质,写出反应的化学方程式_________________;该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。
参考答案:
1.D
【详解】A.氮的固定是指从游离态转化成化合态的过程,N2和H2在一定条件下合成NH3属于氮的固定,故A不选;
B.豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮,该过程中N从游离态转化成化合态,属于氮的固定,故B不选;
C.雷电时,空气中的N2与O2反应生成NO,该过程中N从游离态转化成化合态,属于氮的固定,故C不选;
D.由NH3制碳酸氢铵和尿素,该过程中没由游离态N参与,不属于氮的固定,故D选;
正确答案是D。
2.D
【分析】氮的固定是氮元素由游离态变为化合态。
【详解】A.生物从土壤中吸收含氮养料,氮元素从化合态到化合态,不属于氮的固定,故不选A;
B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质,氮元素从化合态到化合态,不属于氮的固定,故不选B;
C.土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气,氮元素由化合态变为游离态,不属于氮的固定,故不选C;
D.微生物将空气中的氮气转变为含氮化合物,氮元素由游离态变为化合态,属于氮的固定,故选D;
选D。
3.C
【详解】A.NH4Cl晶体受热分解生成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢冷却后又结合成氯化铵,所以不能用加热NH4Cl晶体的方法制备氨气,故A错误﹔
B.将蘸有浓氨水和浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近,挥发出的NH3和HCl(HNO3)结合成氯化铵(硝酸铵)固体小颗粒,在空气中形成白烟,但浓硫酸难挥发,所以将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,不能观察到白烟,故B错误;
C.将浓氨水滴到CaO上,发生反应CaO +NH3·H2O =NH3↑+Ca(OH)2,生成氨气,同时CaO遇水放出大量的热,使一水合氨分解生成氨气,故C正确;
D.在加热条件下,碘升华,氯化铵分解生成氨气和氯化氢;冷却后碘凝华,氨气和氯化氢结合成氯化铵,碘和氯化铵仍混在一起,所以不能采用升华的方法除去碘中混有的少量氯化铵,故D错误;
故选C。
4.C
【详解】A.溶液与NH4Cl、(NH4)2SO4反应,都生成氨气,现象相同,不能区分,A错误;
B.溶液与Na2SO4、(NH4)2SO4反应,都生成白色沉淀,现象相同,不能区分,B错误;
C.溶液与NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4反应,产生的现象分别为气体、沉淀、气体和沉淀,所以能够区分,C正确;
D.溶液与NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4反应,都产生白色沉淀,现象相同,不能区分,D错误;
故选C。
5.A
【详解】A.NO2 为红棕色且有刺激性气味的气体,A正确;
B.NO2与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,故不属于酸性氧化物,B错误;
C.氮的固定是指N2转化为化合物,C错误;
D.常温下空气中 N2 与 O2 可以化合成 NO,D错误;
故答案选A。
6.A
【详解】将3.84g铜(物质的量为0.06mol)和一定量的浓硝酸反应,随着铜的不断减少,反应生成NO2和NO的混合气体,当铜完全溶解时,共产生NO2和NO的混合气体,混合气体体积为1.12L(已折合为标准状况)即物质的量为0.05mol,根据得失电子守恒建立方程式n(NO2)+ n(NO)=0.05mol,n(NO2)+ 3n(NO)=0.06mol×2,解得n(NO)=0.035mol,n(NO2)=0.015mol,则产生的NO2和NO的物质的量之比为3︰7;故A符合题意。
综上所述,答案为A。
7.A
【详解】A.SO不与溶液中的离子发生反应,所以能大量共存,故选A;
B.酸性条件下Fe2+、发生氧化还原反应,所以不能大量共存,故不选B;
C.H+、OH-结合生成水,所以不能大量共存,故不选C;
D.H+、结合生成水和二氧化碳气体,所以不能大量共存,故不选D;
选A。
8.C
【详解】A.根据反应②可写出其离子方程式为,A项错误;
B.反应②中Cu元素化合价升高,发生氧化反应,B项错误;
C.该反应中Fe元素由0价升高至+3价,硝酸中N元素由+5价降低至+2价,反应中转移电子数为3,可用单线桥法表示,C项正确;
D.反应①中硝酸既是氧化剂,又起酸的作用,D项错误;
故选C。
9.C
【解析】略
10.B
【详解】A.将浓氨水滴到CaO固体混合产生NH3,NH3的密度小于空气,C中收集装置应从短进长出,NH3极易溶于水,A项错误;
B.亚硫酸钠与浓硫酸反应产生SO2气体,SO2的密度大于空气,C中收集装置为长进短出,SO2为酸性氧化物可用NaOH溶液吸收尾气,B项正确;
C.Cu与稀HNO3溶液反应会生成NO气体,NO易于空气中的O2反应生成NO2,NO不与H2O发生化学反应,C项错误;
D.浓盐酸和MnO2在加热条件下反应产生Cl2,常温下不反应,D项错误;
答案选B。
11.B
【详解】由Mg、Al最终转化为氢氧化镁、氢氧化铝,最终溶液中溶质为NaNO3,根据氮元素守恒n(NaNO3)=0.5L×1mol/L-=0.4mol,由钠离子守恒n(NaOH)=n(NaNO3)=0.4mol,则需要NaOH溶液的体积为=0.2L=200mL,故B正确;
故选B。
12.A
【详解】A.NO是一种无色无味气体,A项错误;
B.汽车尾气主要成分是氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等,其中NO能结合人体内的血红蛋白,使之丧失运送氧的能力,所以NO是尾气中的有害成分,B项正确;
C.常温常压下,一氧化氮能与空气中的氧气直接化合生成红棕色的二氧化氮,C项正确;
D.NO2与水反应生成硝酸和NO,D项正确;
答案选A。
13.C
【详解】A.工业合成氨是氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下生成氨气,属于人工固氮,故A正确;
B.雷电作用下与发生反应生成NO,故B正确;
C.在氮的循环中,工业合成氨、雷电作用过程中N元素化合价改变,涉及氧化还原反应,故C错误;
D.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化,如氨气、二氧化碳合成尿素,故D正确;
选C。
14.D
【详解】A.质子数等于原子序数,1mol NH所含的质子总数为11NA,A错误;
B.由图可知,1mol NH 经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,(假设每步转化均完全) 1mol NH 和1molNH2OH发生氧化还原反应生成1molN2,标准状况下的体积为22.4L,B错误;
C.由图可知,该过程的总反应是: NH+NO= N2↑+ 2H2O,可知NH~NO,因此每处理 1mol NH,需要的NO为1mol,C错误;
D.由图可知,该过程的总反应是: NH+NO= N2↑+ 2H2O,D正确;
故选D。
15.B
【详解】NO2是红棕色的气体,所以无色混合气体甲中一定不存在NO2,CO2可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:,NO是一种无色气体,与氧气立即反应变为红棕色的NO2,通过足量的过氧化钠后,气体呈红棕色,说明无色混合气体甲中有NO、CO2,用排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,说明没有N2,所以甲气体的组成为:NO、CO2,故答案选B。
16. 12 36 16 6 18
【详解】(1)设NO2的体积为x,3NO2+H2O=2HNO3+NO由于化学计量数之比为3:1,体积差=2,实际体积差为(48-24)mL,3:2=X:(48-24)mL ,x=36 mL,V(NO)=(48-36)mL=12 mL。
故答案为:12;36。
(2)由4NO+3O2+2H2O=4HNO3,NO与O2的化学计量数之比为4:3,通入6 mL氧气需要消耗8 mL一氧化氮,容器内剩余气体为NO,体积为24 mL-8 mL=16 mL。
故答案为:16。
(3)由4NO~3O2知,24 mL NO只需消耗18 mL的O2,所以反应后容器内剩余O2为24 mL-18 mL=6 mL。
故答案为:6。
(4)由, 可知,通入18 mL O2,可使管内气体全部被H2O吸收。
故答案为:18。
17. 6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3 2NO+2CON2+2CO2 (m+n)/V 3∶2 (n-m)/(3m+n)
【分析】(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应中元素化合价降低的做氧化剂,元素化合价升高的物质做还原剂;
(3)①根据气体和氢氧化钠的关系式计算;
②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算;
③同一溶液中,c(NO3-):c(NO2-)等于其物质的量之比。
【详解】(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应的化学方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O,反应中二氧化氮中氮元素化合价降低的做氧化剂,氨气中氮元素化合价升高的物质做还原剂,
故答案为:6NO2+8NH37N2+12H2O;NO2; NH3;
(2)CO和NO发生反应生成对大气无污染的气体,所以生成物是氮气和二氧化碳,故化学方程式是:2NO+2CON2+2CO2
故答案为:2NO+2CON2+2CO2
(3)①根据方程式NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
知,只要NO不剩余,氮原子和氢氧化钠的关系式是1:1,所以完全吸收nmolNO2和mmolNO组成的混合气体所用氢氧化钠的物质的量等于氮氧化物的物质的量之和,所以c(NaOH)=,
故答案为:;
(2)设原混合气体中NO2和NO的物质的量n和m,
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,
1 1 2
mmol mmol 2mmol
2NO2+ 2NaOH=== NaNO2+NaNO3+H2O,
2 2 1
(n−m)mol (n−m) mol mol
所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=mol:[2m+mol]=1:9,
所以n:m=3:2,
故答案为:3:2;
(3)同一溶液中, c(NO3-)∶c(NO2-)等于其物质的量之比,所以c(NO3-)∶c(NO2-)=mol:[2m+mol]= (n-m)/(3m+n),
故答案为:(n-m)/(3m+n)。
18.(1)A C G
(2) NaOH固体(或CaO) 碱石灰 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 白色沉淀 NH 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl Cl2与NH3反应生成NH4Cl固体,导致瓶内压强减小,引起溶液倒
【详解】(1)固固加热型制备装置应该试管口略向下倾斜,防止水蒸气在管口冷凝回流使试管炸裂,故反应发生装置选A;因为NH3密度比空气小,应该用向下排空气法收集,为了更好地排出集气瓶内的空气,导气管应该长进短出,故气体收集装置选C;NH3极易溶于水,要防倒吸,故尾气处理装置选G;
(2)①采用固液反应装置制备NH3时,可采用浓氨水与NaOH固体(或CaO)为反应物,所以烧瓶中盛放的药品应该是NaOH固体(或CaO);氨气是碱性气体,应采用碱石灰进行干燥,所以装置B中盛放的试剂是碱石灰;
②C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu、N2和H2O,反应方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;未参加反应的NH3进入E,发生反应:2NH3+BaCl2+SO2+H2O=BaSO3↓+2NH4Cl,所以E中有白色沉淀产生,且由反应方程式可知E中另一种存在的阳离子是NH;
③关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,NH3进入装有Cl2的集气瓶,Cl2可将NH3氧化为N2,同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl,产生白烟,反应方程式为8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,Cl2与NH3反应生成NH4Cl固体,导致F瓶内压强变小,所以G中溶液倒吸。
19.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)碱石灰
(3)红色石蕊试纸变蓝色;
(4) 瓶内有白烟生成 NH3+HCl= NH4Cl
(5)E
(6) 10.7 A
【分析】装置A用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应生成氯化钙、氨气和水,经装置B的碱石灰干燥氨气,进入装置C使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,氨气和浓盐酸反应生成氯化铵固体,为防止倒吸,应选E做尾气吸收装置;
【详解】(1)氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应生成氯化钙、氨气和水,装置A中发生反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)氨气是碱性气体用碱石灰干燥,装置B中的干燥剂是碱石灰;
故答案为:碱石灰;
(3)氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子溶液显碱性,氨气遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝色;
故答案为:红色石蕊试纸变蓝色;
(4)浓盐酸易挥发生成氯化氢气体,遇到氨气发生反应生成白色固体氯化铵,实验进行一段时间后,挤压装置D中的胶头满管,滴入1-2滴浓盐酸,可观察到的现象是瓶内有白烟生成,发生反应的化学方程式为NH3+HCl= NH4Cl;
故答案为:瓶内有白烟生成;NH3+HCl= NH4Cl;
(5)氨气极易溶于水,水吸收需要防止倒吸,选择倒扣在水面的漏斗用水吸收多余的氨气,选装置E;
故答案为:E;
(6)根据2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,标准状况下4.48L氨气物质的量为,NH4Cl的物质的量为0.2mol,;制取氨气还可以用,CaO溶于水放热,使得氨水生成氨气;
故答案为:10.7;A。
20. 3NO2+H2O=2HNO3+NO 6.72 -41.8 b 2.67 4NH3+6NO5N2+6H2O 2:3
【分析】(1)NO2与水反应产生硝酸和一氧化氮;根据元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移数目,列比例式计算NO2的物质的量,然后根据V=n·Vm计算其在标准状况下的体积;
(2)根据盖斯定律来计算化学反应的焓变;根据化学平衡状态的特征判断化学反应是否达到平衡,根据该反应是反应前后气体体积相等的反应特点,利用平衡时各种气体的物质的量的比等于体积比等于浓度比,带入平衡常数表达式可得该反应的化学平衡常数;
(3)根据元素化合价升高,失去电子,被氧化,作还原剂;元素化合价降低,得到电子,被还原,作氧化剂,氧化剂得到电子与还原剂失去电子数目相等配平。
【详解】(1)NO2与水反应产生硝酸和一氧化氮,反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。在反应6NO2+8NH37N2+12H2O,在该反应中当反应中有1 mol NO2参加反应时,共转移了4 mol电子,则转移1.2 mol电子时,消耗的NO2的物质的量为n(NO2)=×n(e-)=×1.2 mol=0.3 mol,因此反应消耗标准状况下NO2的体积V(NO2)=0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L;
(2)已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0 kJ/mol
根据盖斯定律,将(①-②)÷2整理可得,NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H= -41.8 kJ/mol;
a.该反应是反应前后气体分子数不变的反应,无论反应是否达到平衡状态,体系的压强保持不变,因此不能说明反应已达到平衡状态,a错误;
b.随着反应的进行,NO2的浓度减小,气体颜色逐渐变浅,当反应达到平衡时气体颜色不变,故可作为判断平衡的标志,b正确;
c.SO3和NO都是生成物,比例始终保持1:1,不能作为平衡状态的判断依据,c错误;
d.选项所述的两个速率都表示的是逆反应速率,不能作为平衡状态的判断依据,d错误;
故合理选项是b;
假设反应开始时NO2的体积是V,则SO2的体积是2V,NO2反应消耗体积是x,则平衡时各种气体的体积分别是V(NO2)=V-x;V(SO2)=2V-x;V(SO3)=V(NO)=x;由于此时V(NO2):V(SO2)=(V-x):(2V-x)=1:6,所以x=0.8V,所以该反应的化学平衡常数K===2.67;
(3)NH3与NO反应产生N2和H2O,反应方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O,在该反应中NH3为还原剂,被氧化,NO为氧化剂,被还原,氧化产物与还原产物的物质的量之比为4:6=2:3。
【点睛】本题考查了氧化还原反应、热化学方程式的书写、化学平衡状态的判断及平衡常数的有关计算,将物质变化与能量变化、化学平衡等知识融合在一起进行考查,充分体现了高考的综合性。注意对于反应前后气体体积不变的反应,可用平衡时各种气体的体积代替物质浓度进行平衡常数的计算。
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