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2024届高三新高考化学大一轮专题训练—氮族元素及其化合物
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这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题训练—氮族元素及其化合物,共18页。试卷主要包含了单选题,多选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习题—氮族元素及其化合物
一、单选题
1.(2023春·湖南长沙·高三长郡中学校联考阶段练习)氨和硝酸是重要的化工原料,工业上常以N2为原料利用下列流程制备氨和硝酸。已知:“尾气处理”常用Na2CO3吸收含NOx尾气,发生的反应为:NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2。下列说法正确的是
A.氮元素在转化过程中均被氧化
B.为提高“合成塔”平衡体系中NH3的百分含量,应选择高温、高压的条件
C.HNO3中的氮原子采用的是sp3杂化形式
D.将含NO和NO2共2mol的尾气通入Na2CO3溶液中,若NOx被完全吸收,则消耗的Na2CO3的物质的量为1mol
2.(2023·浙江·校联考三模)下列实验方案设计、现象和结论均正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
检验乙醇是否发生消去反应
将乙醇和浓共热产生的气体依次通入足量的溶液、稀酸性溶液
溶液褪色,证明发生了消去反应
B
检验与的还原性强弱
向含的溶液中通入,再滴加淀粉溶液,观察现象
溶液变蓝色,说明还原性
C
鉴别同为白色粉末状晶体的尿和氯化铵
分别取少量晶体于试管中,加入足量浓溶液加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,观察试纸是否变色
若试纸不变蓝色,说明该晶体为尿素,若试纸变蓝色,说明该晶体为氯化铵
D
探究温度对化学反应速率的影响
向两支试管各加入酸性溶液和溶液,将其中一支放入冰水中,一支放入80℃热水中
80℃热水中褪色快,说明温度升高,反应速率加快
A.A B.B C.C D.D
3.(2023春·河北·高三泊头市第一中学校联考期中)实验室有如图所示的实验装置,下列说法错误的是
A.实验前关闭分液漏斗活塞,利用向右拉动注射器活塞的方法,可以检查装置的气密性
B.若用单位时间内的体积变化来表示化学反应速率,应等装置冷却至反应前温度以后计数更准确
C.若将稀硫酸换为稀硝酸,可以提高氢气的生成速率
D.利用这套实验装置可以测定和稀硫酸反应的速率
4.(2023春·辽宁大连·高三校联考期中)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的
方案设计
现象和结论
A
探究反应物浓度对化学反应速率的影响
其他条件不变,取两支试管,一支加入10 mL 0.1 mol/L 溶液,另一支加入5 mL 0.1 mol/L 溶液、5 mL蒸馏水,同时向两支试管加入10 mL 0.1mol/L 溶液
前者出现浑浊的时间更短,说明增大浓度,可以加快反应速率
B
探究压强对化学反应速率的影响
其他条件不变,在容积固定的密闭容器中发生反应:向其中通入氩气,反应速率不变
化学反应速率不受压强影响
C
证明溶液是否含
向溶液中加入稀氢氧化钠溶液,用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口
若试纸未变蓝,则说明不含
D
探究KI与反应的限度
取1 mL 0.1 mol/L KI溶液于试管中,加入5 mL 0.1 mol/L溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
若溶液变血红色,则KI与的反应有一定限度
A.A B.B C.C D.D
5.(2023春·云南玉溪·高三云南省玉溪第一中学校考期中)用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)
选项
A
B
C
D
X中试剂
浓盐酸
双氧水
浓硫酸
浓氨水
Y中试剂
Cu
NaOH
气体
A.A B.B C.C D.D
6.(2023春·辽宁大连·高三育明高中校考期中)在100mL混合溶液中,HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol·L-1和0.1mol·L-1,向该溶液中加入1.92g铜粉,待充分反应后,所得溶液中Cu2+物质的量浓度(mol·L-1)为(溶液体积变化忽略不计)
A.0.3 B.0.225 C.0.6 D.0.45
7.(2023春·辽宁营口·高三校联考期中)下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中加入足量:
B.用足量的氨水处理硫酸工业尾气:
C.氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞:
D.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:
8.(2023春·广东深圳·高三校联考期中)根据下列实验操作及现象所得结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某溶液中滴加少量浓NaOH溶液并微热,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸变蓝
溶液中一定含有NH
B
向Na2SiO3溶液中通CO2气体
产生白色沉淀
非金属性:Si>C
C
向某溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中一定含有SO
D
向某溶液中滴加盐酸,产生的气体通入澄清石灰水
溶液变浑浊
溶液中一定含有CO
A.A B.B C.C D.D
9.(2022春·辽宁大连·高三大连市第二十三中学校联考期中)下列设计的实验方案能达到实验目的的是
A.将通入溴水中,溴水褪色,证明具有漂白性
B.向无色溶液中加入盐酸酸化的溶液有白色沉淀出现,则该溶液中一定含有
C.向某溶液中加入溶液后加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,呈蓝色,则该溶液中一定有
D.验证反应是否可逆:向溶液中加入溶液,充分振荡,再滴加溶液,观察溶液是否变红
10.(2023春·黑龙江七台河·高三勃利县高级中学校考期中)硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气,废气中只含有NO、两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收,溶液中生成的、两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应:
①
②
下列说法正确的是
A.图中线段a表示离子
B.随x值增大,溶液中变大
C.若测得所得溶液中为0.5 mol,则x值为0.8
D.时,反应中可收集到标准状况下22.4 L
11.(2023春·贵州遵义·高三校联考期中)氮及其化合物在生活中有重要用途。下列关于氮及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是
A.氮气的化学性质很稳定,可用作某些反应的保护气
B.液氨汽化时要吸收大量的热,液氨常用来作制冷剂
C.具有还原性,可以用来还原氧化铜
D.硝酸是强酸,可以用来与金属反应制
12.(2023春·福建厦门·高三厦门一中校考期中)下列离子方程式正确的是
A.通入水中:
B.溶液中加入过量氨水:
C.溶液中加,紫色褪去:
D.铜和浓硝酸的反应:
13.(2023春·四川成都·高三校联考期中)下列有关物质检验的操作、现象及结论都正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生
该溶液中一定含有
B
向某溶液中加入NaOH浓溶液,加热,产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
该溶液中一定含有
C
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
D
向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红
该溶液中一定含有Fe3+
A.A B.B C.C D.D
二、多选题
14.(2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中)某无色溶液中可能含有Mg2+、NH、K+、Al3+、SO、CO、Cl-等离子。现进行如下实验:
①取10 mL该溶液于试管中,滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到6.99 g白色沉淀;
②另取10 mL该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热),最后沉淀完全溶解,并且随NaOH溶液的加入,沉淀和气体物质的量变化如图所示。
下列说法不符合事实的是
A.根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1 mol·L-1
B.根据信息分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.该溶液中NH、Al3+、SO三种离子的物质的量之比为2∶1∶3
D.另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液,能使Al3+和SO同时完全沉淀
三、非选择题
15.(2023春·高三课前预习)过程④中的亚硝酸盐有毒,工业上若直接排放将造成对环境的污染。已知NaNO2遇到还原性较强的NH会被还原为N2,在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是___(填字母)。
a.H2O2 b.NH4Cl c.KNO3 d.NaOH
16.(2023春·福建·高三校联考期中)研究氮及其化合物的性质具有极为重要的意义。
(1)能形成酸雨,写出转化为的化学方程式:______________________
(2)将38.4 g铜与一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L,则NO2的体积为____________L。
(3)取一定量的于试管中。滴加溶液,反应的离子方程式是_______。
(4)野外焊接钢轨常采用铝热反应,发生的反应为。
a.该反应所属基本反应类型是_______。
b.该反应中,氧化剂是_______;现有0.5 mol铝参加反应,则电子转移_______mol。
17.(2023春·山西运城·高三统考期中)回答下列问题:
(1)硫酸是用途广泛的化工原料,可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。甲、乙两位同学用铜和硫酸做原料,设计了两种制取硫酸铜的方案。
方案甲:铜与浓硫酸加热直接反应,即;
方案乙:由。
这两种方案,你认为哪一种方案更合理?_______,理由是_______。
(2)氨和硝酸是重要的工业产品,如图是工业合成氨及制备硝酸的流程示意图:
①合成塔中发生反应的化学方程式为_______。
②向吸收塔中通入空气的作用是_______。
③氧化炉中发生反应的化学方程式为_______。标准状况下,被氧化为时转移电子的数目为_______。
④吸收塔中出来的尾气可用具有碱性的溶液吸收,其中既是氧化剂又是还原剂,且三种产物的物质的量之比为1∶1∶1,写出反应的化学方程式:_______。
18.(2023春·江苏盐城·高三统考期中)氮的氧化物是主要的大气污染物,必须脱除才能排放。
(1)臭氧与空气中的氮氧化物,以及汽油、柴油等化石燃料的不完全燃烧所残留的_____(填字母)在紫外线照射下容易产生光化学烟雾。
a.惰性气体 b.碳氢化合物 c.二氧化碳
(2)汽车排气管内的催化剂能将CO和NO2转化为无害气体,发生的反应方程式为_____。
(3)工业上在催化剂作用下用NH3还原废气中NOx生成N2和H2O达到脱除目的,但当温度高于400℃时,NOx脱除率下降,原因可能是_____。
(4)工业上氮的氧化物通常是用碱性溶液吸收。
①用Na2CO3溶液吸收硝酸工业尾气中的NO2,生成等物质的量的两种钠盐(一种为NaNO2)及一种气体,反应的离子方程式为_____。
②NaOH溶液浓度越大黏稠度越高,用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2(混有NO)含量不同的工业尾气,氮氧化物的吸收率随NaOH溶液浓度的变化如题图所示,曲线II表示NO的物质的量______(填:“大于”、“小于”、“等于”)NO2物质的量。当NaOH溶液浓度高于0.5mol·L-1后,氮氧化物的吸收率随NaOH溶液浓度的升高而降低的原因是_____。
参考答案:
1.D
【详解】A.由表格数据可知,时,的物质的量变化量为、的物质的量变化量为,则反应生成的的物质的量为,则的平均反应速率为,故A错误;
B.由表格数据可知,反应达到平衡时,的物质的量变化量为的物质的量变化量为,则反应生成的的物质的量为,则反应①的反应速率慢于反应②,反应速率越快,说明活化能越小,则反应①的活化能比反应②的活化能高,故B错误;
C.由化学反应速率定义可知,反应开始后,体系中和的浓度变化量之比,、为定值,所以反应开始后,体系中和的浓度之比保持不变,故C错误;
D.由表格数据可知,反应达到平衡时,的物质的量变化量为、的物质的量变化量为,则反应生成的的物质的量为,生成的转化率为,故D正确;
故选D。
2.A
【详解】A.挥发出的乙醇通过KOH溶液溶解了,能使酸性溶液褪色说明生成了乙烯,即发生消去反应,A正确;
B.向含的溶液中通入,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝色,说明有单质碘生成,但不能说明亚铁离子是否被氧化,所以不能证明还原性:,B错误;
C.尿素与浓氢氧化钠加热条件下反应生成NH3和碳酸钠,氯化铵与浓氢氧化钠加热条件下反应生成NH3和氯化钠,均使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C错误;
D.高锰酸钾过量,两支试管均不会褪色,D错误;
故选A。
3.C
【详解】A.检查装置的气密性一般是利用气压的原理,在图2装置中,关闭A处活塞,将注射器的活塞拉出一定距离,过一段时间后再松开活塞,如活塞回到原位,说明气密性良好,否则漏气,故A正确;
B.锌与稀硫酸的反应为放热反应,若没有冷却至反应前温度,反应放出的热量会使测得的氢气体积偏大,导致用氢气的体积变化表示化学反应速率出现误差,故B正确;
C.稀硝酸具有强氧化性,Zn和稀硝酸反应生成NO而不是H2,故C错误;
D.和稀硫酸生成CO2,利用这套实验装置可以测定和稀硫酸反应的速率,故D正确;
故选C。
4.A
【详解】A.只有浓度不同,前者出现浑浊的时间更短,说明增大浓度,可以加快反应速率,故A正确;
B.容积不变,通入氩气,各物质的浓度不变,反应速率不变,不能证明化学反应速率不受压强影响,故B错误;
C.向溶液中加入稀氢氧化钠溶液,必须加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口检验,故C错误;
D.因为溶液过量,反应后有剩余,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液,溶液变为血红色,不能证明反应的限度,故D错误;
故选:A。
5.B
【详解】A.浓盐酸与二氧化锰反应制氯气必须在加热条件下,且氯气可溶于水,收集氯气不能用排水法,选项A错误;
B.双氧水分解制氧气制取装置用固液不加热制气体,收集氧气可用排水法,选项B正确;
C.浓硫酸与铜加热条件下反应生成二氧化硫,选项C错误;
D.氨气极易溶于水,不能用排水法收集,选项D错误;
答案选B。
6.B
【分析】在100mL混合溶液中,HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol⋅L-1和0.1mol⋅L-1,向该溶液中加入1.92g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计)铜与投入HNO3和H2SO4的混合溶液中发生的反应实质为硫酸提供氢离子确酸根离子具有强氧化性继续反应,反应实质为:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,根据反应的量来确定消耗的铜以及生成气体的量,生成铜离子的物质的量分析判断,以此来解析;
【详解】根据反应实质:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,1.92g铜粉物质的量= =0.03mol,100mL混合溶液中,HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol⋅L-1和0.1mol⋅L-1,所含氢离子物质的量=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06mol,依据反应离子方程式可知铜剩余,根据反应可知:8H+~3Cu2+,得到铜离子物质的量为0.06mol×=0.0225mol,所得溶液中Cu2+物质的量浓度为= 0.225mol/L;故选B。
7.C
【详解】A.S2-和Fe2+不能在溶液中共存,向溶液中加入足量生成S和FeS,离子方程式为:,故A错误;
B.用足量的氨水处理硫酸工业尾气生成亚硫酸铵,离子方程式为:,故B错误;
C.氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞的原理是:,故C正确;
D.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸会发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO,离子方程式为:,故D错误;
故选C。
8.A
【详解】A.某溶液中加入浓NaOH,微热,试管口放置湿润的红色石蕊试纸,试纸变蓝说明生成了NH3,则说明溶液中含有铵根离子,A正确;
B.向Na2SiO3溶液中通CO2气体生成硫酸沉淀,说明碳酸的酸性强于硅酸,非金属性C>Si,B错误;
C.向某溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,生成白色沉淀为硫酸钡或硝酸银,原溶液中含有SO或Ag+,C错误;
D.溶液中加入盐酸后,产生了可使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明溶液中含有CO或SO或HCO或HSO,不能确定就是CO,D错误;
故选A。
9.C
【详解】A.SO2使溴水褪色是因为二氧化硫与溴水发生氧化还原反应,体现二氧化硫的还原性,故A错误;
B.白色沉淀可能为AgCl或硫酸钡,由实验及现象可知,溶液中可能含银离子或硫酸根离子,但二者不能同时存在,故B错误;
C.向某溶液中加入溶液后加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,呈蓝色,即产生了氨气,则该溶液中一定有,故C正确;
D.要验证这个反应是否是可逆反应,加入的KI必须过量,过量了经检验还有Fe3+,则可证明这个反应是可逆的,而题目给的FeCl3和KI的物质的量之比为5:2,FeCl3过量,所以无法验证这个反应是否是可逆反应的,故D错误;
故选C。
10.D
【详解】A.线段a上当x=0.5,发生反应①,只生成,其物质的量为2mol,而x=1.0,发生反应②,溶液中生成的、均为1mol,随x增大,的物质的量减小,而的物质的量增大,故线段a表示、线段b表示,故A错误;
B.由反应方程式可知≤1时,即x≥0.5,混合气体可以被完全吸收,由氮原子守恒可知=,NO、NO2总物质的量一定,则为定值,故B错误;
C.由A中分析可知,线段a表示、线段b表示,溶液中为0.4mol,根据氮原子守恒可知=2mol-0.4mol-1.6mol,作如图所示辅助线:,可知AB为0.4mol,利用相似三角形有,解得BC=0.2,故C点对应的x=0.5+0.2=0.7,故C错误;
D.x=0.6时,NO、NO2被完全吸收,由反应方程式可知n(CO2)==0.5×2mol=1mol,标准状况下可以收集CO2体积为1mol×22.4L/mol=22.4L,故D正确;
故选D。
11.D
【详解】A.氮气中为三键非常稳定,可用于某些反应的保护气,A项前后有对应关系;
B.液氨吸热气化降低环境的温度达到制冷的目的,B项前后有对应关系;
C.NH3中N为-3最低价态具有还原性,可将氧化铜还原为Cu,C项前后有对应关系;
D.硝酸具有强氧化性与金属产生NO或者NO2,不能制备NH3,D项前后没有对应关系;
故选D。
12.B
【详解】A.次氯酸是弱酸,通入水中应该为:,故A错误;
B.溶液中加入过量氨水,生成氢氧化铝沉淀:,故B正确;
C.溶液中加,紫色褪去,得失电子不守恒,应该为:,故C错误;
D.铜和浓硝酸的反应二氧化氮气体:,故D错误。
综上所述,答案为B。
13.D
【详解】A.向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,能产生白色沉淀还可以是AgCl,A错误;
B.向某溶液中加入NaOH浓溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,气体是氨气,说明含有铵根离子,B错误;
C.能使品红褪色的气体不一定是SO2,还可以是Cl2等,C错误;
D.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中一定含有Fe3+,D正确;
答案选D。
14.BD
【分析】某无色溶液中可能含有Mg2+、NH、K+、Al3+、SO、CO、Cl-等离子。现进行如下实验:①取10mL该溶液于试管中,滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到6.99g白色沉淀,该沉淀为硫酸钡,n(BaSO4)=6.99g÷233g/mol=0.03mol;②另取10mL该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热),最后沉淀完全溶解,则说明溶液中含有Al3+,一定不存在碳酸根离子,Al3++3OH-=Al(OH)3↓,结合图象中沉淀的变化关系,知溶液中含有Al3+为0.01mol需OH-为0.03mol;当沉淀增加到一定量后开始产生气体,根据NH+ OH-=NH3↑+H2O结合图象,知溶液中含有NH为0.02mol需OH-为0.02mol;最后沉淀完全溶解是由于氢氧化铝与NaOH继续反应,反应的离子方程式为Al(OH)3+ OH-=AlO+2H2O,结合图象中沉淀的变化关系,需OH-为0.01mol;通过电荷守恒2n(SO)=3n(Al3+)+n(NH)+n(K+),解n(K+)=0.01mol,所以原溶液也一定含K+。
【详解】A.实验中使用的NaOH溶液的总物质的量为:0.03mol+0.02mol+0.01mol=0.06mol,结合图象中沉淀的变化关系知此时氢氧化钠溶液的体积为60mL,根据c(NaOH)=0.06mol÷0.06L=1mol/L,故A正确;
B.该溶液中焰色反应呈现紫色的离子为K+,该溶液中一定含有K+、NH、Al3+、SO;根据②知NH为0.02mol,Al3+为0.01mol,SO为0.03mol,若无氯离子,根据溶液呈电中性溶液中阴阳离子所带的正负电荷总数相等,其中正电荷总数为:0.02mol×1+0.01mol×3+n(K+)×1=0.05mol+n(K+),负电荷总数0.03mol×2=0.06mol,所以n(K+)=0.01mol,根据c=0.01mol÷0.01L=1mol/L,若有氯离子,则钾离子浓度大于1mol/L,故B错误;
C.NH为0.02mol,Al3+为0.01mol,SO为0.03mol,所以该溶液中NH、Al3+、SO三种离子的物质的量之比为2:1:3,故C正确;
D.根据以上分析原溶液含n(Al3+)=0.01mol,n(SO)=0.03mol,所以滴加一定量的Ba(OH)2溶液,不能使Al3+和SO同时完全沉淀,故D错误;
故选:BD。
15.acd
【详解】根据已知信息可知,NaNO2遇到还原性较强的NH会被还原为N2,则使NaNO2无害化排放需加入强还原剂,因为H2O2是常用的氧化剂,KNO3、NaOH没有还原性,NH4Cl中NH具有较强还原性,所以不能使NaNO2无害化排放的是acd。
16.(1)
(2)3.36
(3)
(4) 置换反应 1.5
【详解】(1)NO2与H2O反应产生HNO3,转化为的化学方程式:。
(2)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,随着反应的进行,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,38.4 g Cu的物质的量为,反应时失去电子数目为2×0.6mol=1.2mol,根据电子得失守恒规律,反应整个过程为HNO3NO2、NO时得到1.2mol电子,NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L,其的物质的量为0.5mol,设NO2的物质的量为x;则x+(0.5 mol -x)×3=1.2mol,x=0.15mol,故标准状态下NO2的体积为3.36L。
(3)与溶液发生复分解反应产生氢氧化铁沉淀,反应的离子方程式是。
(4)对于反应:
a.该反应所属基本反应类型是置换反应。
b.该反应中,铁元素化合价降低,氧化剂是;根据关系式: 0.5 mol铝参加反应,则电子转移1.5mol。
17.(1) 方案乙 原料利用率高,无污染产生
(2) 促进转化为,同时使、尽可能全部转化为 或
【详解】(1)方案甲中,铜和浓硫酸反应的化学方程式是,生成二氧化硫,污染空气,硫元素不能完全利用,方案乙与方案甲相比,原料利用率高,无污染产生,故方案乙更合理;
(2)①由图知,合成塔中氮气和氢气化合成氨气,则发生反应的化学方程式为;
②向吸收塔中通入空气的作用是促进转化为,同时使、尽可能全部转化为;
③氧化炉中发生反应为氨气被氧化生成NO,化学方程式为。标准状况下,物质的量为0.5mol,氮元素化合价由-3价变为+2价,每分子氨气转移5个电子,故被氧化为时转移电子的数目为或;
④吸收塔中出来的尾气可用具有碱性的溶液吸收,其中既是氧化剂又是还原剂,且三种产物的物质的量之比为1∶1∶1,反应的化学方程式。
18.(1)b
(2)4CO+2NO24CO2+N2
(3)当温度高于400℃时,氨气可能会和氧气发生反应4NH3+5O24NO+6H2O,或者催化剂失去活性
(4) 2NO2+CO=NO+ NO+CO2 大于 NaOH溶液浓度越大,黏稠度越高,气体在液体中的流动性变差,不利于气体的吸收,所以对氮氧化物的吸收率下降
【详解】(1)臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后,产生一种有毒的烟雾,为光化学烟雾,答案选b;
(2)CO和NO2在催化剂的作用下反应生成无害气体CO2和N2,反应的化学方程式为:4CO+2NO24CO2+N2;
(3)当温度高于400℃时,氨气可能会和氧气发生反应4NH3+5O24NO+6H2O,导致氨气的浓度减小,所以NOx的脱出率减小;
(4)①用碳酸钠溶液吸收二氧化氮,生成等物质的量的硝酸钠、亚硝酸钠和一种气体,气体为二氧化碳,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:2NO2+CO=NO+ NO+CO2;
②NaOH溶液与NO、NO2反应的化学方程式为:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O,当n(NO)=n(NO2)时,气体刚好能被充分吸收,当n(NO2)
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