1、专题十九 生产生活中的含氮化合物 高考化学(江苏省专用)A组 自主命题江苏卷题组 1.(2017江苏单科,12,4分)下列说法正确的是()A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H0B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀C.常温下,KspMg(OH)2=5.610-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)5.610-4 molL-1D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2,反应中转移的电子数为6.021023五年高考 答案BC 本题考查H、S的判断、金属防腐、与Ksp有关的计算、气体摩尔体积的应用。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H0,S0
2、,气体分子数减少的反应:S1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是。增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是 。(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为8)中S 将NO2转化为N,其离子方程式为 。(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(S)=用c(S)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示;CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是 。23O 2O23O 24O 答案(1)-317.3(2)O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5)SO2与O3的反应速率慢(3
3、)S+2NO2+2OH-S+2N+H2O(4)c(S)CaSO3转化为CaSO4使溶液中S 的浓度增大,加快S 与NO2的反应速率23O 24O 2Osp3sp4(O)(O)KCaSKCaS24O 23O 23O 解析(1)NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)H=-200.9 kJmol-1,NO(g)+O2(g)NO2(g)H=-58.2 kJmol-1,运用盖斯定律+2可得出3NO(g)+O3(g)3NO2(g)H=-200.9 kJmol-1+(-58.2 kJmol-12)=-317.3 kJmol-1。(2)由图中信息可知,当n(O3)n(NO)1时,SO2、NO的量都不随
4、n(O3)n(NO)的改变而改变,只有NO2的量在减小,说明NO2与过量的O3发生了反应,NO2被O3氧化生成了更高价氮氧化物。由题中信息可知SO2与O3能发生反应,但题图信息显示,随O3量的增加,SO2的量基本不变,说明二者的反应速率很慢,短时间内测不出SO2的量在改变。(3)依题给信息可知NO2被还原生成N,则S 被氧化生成S,二者在弱碱性环境中反应。(4)达平衡后溶液中:c(Ca2+)c(S)=Ksp(CaSO3)、c(Ca2+)c(S)=Ksp(CaSO4),同一溶液中c(Ca2+)相等,则有=,故c(S)=c(S);Na2SO4溶液的加入会使 CaSO3的溶解平衡正向移动,致使c(S
5、)增大,吸收NO2的速率加快。122O23O 24O 23O 24O 2324(SO)(SO)ccsp3sp4(O)(O)KCaSKCaS23O sp3sp4(O)(O)KCaSKCaS24O 23O 审题技巧 陌生的分析原因类题的答案往往蕴含在题干中,比如第(2)问的答案就可以通过读图获得。为什么 1后,n(NO)不变,而n(NO2)在下降?说明答案与NO无关,应该紧扣NO2来寻找结论。根据“O3是氧化剂”这一认知,便能推测出“O3把NO2氧化”这一事实。3(O)(NO)nn解题关键 书写氧化还原反应的离子方程式的关键是找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。4.(2013江苏单科,18,1
6、2分,0.500)硫酸镍铵(NH4)xNiy(SO4)mnH2O可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:准确称取2.335 0 g样品,配制成100.00 mL溶液A;准确量取25.00 mL溶液A,用0.040 00 molL-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2+H2Y2-NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液31.25 mL;另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加热,生成NH3 56.00 mL(标准状况)。(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗,测得的Ni2+含量将 (填“偏高”“偏低”或“不
7、变”)。(2)氨气常用 检验,现象是 。(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。答案(1)偏高(2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝(3)n(Ni2+)=0.040 00 molL-131.25 mL10-3LmL-1=1.25010-3 moln(N)=2.50010-3 moln(S)=2.50010-3 molm(Ni2+)=59 gmol-11.25010-3 mol=0.073 75 gm(N)=18 gmol-12.50010-3 mol=0.045 00 gm(S)=96 gmol-12.50010-3 mol=0.240 0 gn(H2O)=1.25010-2
8、molxymn=n(N)n(Ni2+)n(S)n(H2O)=21210硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)210H2O4H31156.00 mL 10L22.4 L molL m24O 242(Ni)(NH)2nn332 1.250 102.500 102molmol4H24O 125.00 mL2.335 0 g0.073 75 0.045 00 0.240 0 100.00 mL18 g molggg4H24O 解析(1)滴定过程中的反应方程式为:Ni2+H2Y2-NiY2-+2H+c(Ni2+)=若滴定管未用EDTA标准溶液润洗会造成EDTA浓度偏低,消耗EDTA标准溶液体积增加
9、,故结果偏高。22222(H Y)(H Y)(Ni)cVV规律总结 用滴定法测某一元素的含量,最常见的是酸碱中和滴定和氧化还原滴定。这两种方法中常用的指示剂:酸碱中和滴定常用甲基橙、酚酞。氧化还原滴定时有时自身可作指示剂,如KMnO4滴定草酸时的KMnO4;也可用专用指示剂,如碘量法中的淀粉。知识拓展 常见气体的检验方法有试纸法:如pH试纸、KI淀粉试纸等;指示剂法:如用酚酞试剂、品红、石蕊试剂等;特殊现象法:如NH3遇HCl生成白烟;观察法:如Cl2为黄绿色、NO2为红棕色等。B组 统一命题、省(区、市)卷题组 考点一 氮的单质、氧化物和硝酸 1.(2017北京理综,12,6分)下述实验中均
10、有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.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。中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。疑难突破 中红热木炭并未与浓HNO3直接接触,只有HNO3挥发后,与木炭接触才能发生反应。2.(2016浙江理综,13,6分)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N 废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分
11、),设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B.X可以是空气,且需过量C.捕获剂所捕获的气体主要是COD.处理含N 废水时,发生反应的离子方程式为:N+N N2+2H2O4H4H4H2O答案B SO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3,故固体1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2,A项正确;X可以是空气,但不能过量,若空气过量,通过NaOH溶液后得不到NaNO2溶液,而是得到NaNO3溶液,B项不正确;N2无污染,CO无法被NaOH溶液吸收,捕获剂主要捕获CO,C项正确;N 与N 在溶液中发生氧化还原反应生成N
12、2和H2O,D项正确。4H2O评析 本题难度中等,主要考查学生分析问题的能力。3.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案A A项,人工固氮时,N2+3H2 2NH3,氮元素被还原;B项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参与了循环。4.(2015北京理综,1
13、2,6分,)在通风橱中进行下列实验:下列说法不正确的是()A.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2B.中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比、中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D.针对中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化步骤 现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡答案C A项,Fe与稀HNO3反应生成NO,无色的NO易被空气中的O2氧化为红棕色的NO2,化学方程式为2NO+O2 2NO2;B项,中现象说明Fe遇到浓HNO3易发生钝化
14、,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应;C项,浓HNO3的氧化性强于稀HNO3;D项,Fe、Cu、浓HNO3可构成原电池,连接电流计可以判断Fe是否被氧化。5.(2017北京理综,27,12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的Nox排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:。反应器中NH3还原NO2的化学方程式:。当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:。尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=6
15、0 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是 。(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。图a 图b通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是 。用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)
16、2的物质的量之比是。还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式答案(12分)(1)CO(NH2)2+H2O CO2+2NH38NH3+6NO2 7N2+12H2O2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4(2)BaO81415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O1 1223(2)100cVc Va解析 本题考查化学方程式的书写、有关物质的量浓度的计算等,侧重考查学生对图像的分析处理能力。(1)n(NH3)=2n(H2SO4)-n(Na
17、OH)=2c1V110-3 mol-c2V210-3molnCO(NH2)2=n(NH3)=molmCO(NH2)2=nCO(NH2)260 gmol-1 =mol60 gmol-1 =(6c1V1-3c2V2)10-2 g则a g尿素溶液中尿素的质量分数为:100%=。(2)观察图a可知BaO起到了储存NOx的作用。观察图b可知,当Ba(NO3)2用H2还原时,氮元素开始时转化为NH3,由得失电子守恒可得消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为81。分析可知,反应物15NO、NH3与产物15NNO的化学计量数应是一样的,然后结合得失电子守恒及原子守恒可得反应的化学方程式。1231122(
18、2 Vc)102cV31122(2c Vc)102V21122(6c V3)10gc Vga11223(2c Vc V)100a审题方法(2)解答时要注意两点:一是15NNO中的氮元素一半来自15NO,一半来自NH3,因此15NO、NH3的化学计量数相等;二是反应是在有氧条件下发生的,提示我们氧气参加了反应。6.(2016北京理综,26节选)(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定N 的去除率和pH,结果如下:pH=4.5时,N 的去除率低。其原因是 。(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高N 的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:.
19、Fe2+直接还原N;.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。初始pHpH=2.5pH=4.5N 的去除率接近100%Cu2+,故正确;B项,HF在玻璃器皿上刻蚀标记,是因为HF能与SiO2反应而非能与Si反应,故错误;C项,Ca(ClO)2作漂白剂是利用其强氧化性,故正确;D项,3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO+2H2O,故正确。3.(2017南京、盐城、连云港二模,6)实验室采用下列装置制取氨气,正确的是()答案D A项,无法制得NH3,应用NH4Cl和Ca(OH)2共热来制备NH3,故错误;B项,干燥NH3应选用碱石灰,NH3会被浓H2SO4吸收生成(NH4)2SO4,故错误;C项,
20、为确保收集到较纯净的NH3,应将导管末端伸进试管底部,故错误;D项,因为NH3极易溶于水,故可使用倒扣的漏斗防倒吸,正确。4.(2016苏州调研,8)下列指定反应的离子方程式正确的是()A.用纯碱溶液溶解苯酚:C+C6H5OH C6H5O-+HC B.用强碱溶液吸收工业制取硝酸过程中的尾气:NO+NO2+2OH-2N+H2OC.用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气:MnO2+4HCl(浓)Mn2+2Cl-+Cl2+2H2OD.向AlCl3溶液中滴加过量的氨水:Al3+4NH3H2O Al+4N+2H2O23O 3O3O2O4H答案AB项,原子不守恒,得失电子也不守恒,故错误;C项,HCl为强电解质,应
21、拆开,故错误;D项,NH3H2O为弱碱,不能和Al(OH)3反应,应为Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N,故错误。4H评析 本题考查“苯酚+纯碱”“硝酸工业尾气处理”“浓盐酸+二氧化锰”“氯化铝+氨水”四个反应的离子方程式。难度中等。5.(2016如东期末检测,8)给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A.NH3 NO2 发烟硝酸B.Al2O3 AlCl3(aq)无水AlCl3 AlC.CuSO4(aq)新制Cu(OH)2悬浊液 Cu2OD.SiO2 Na2SiO3 硅酸凝胶答案D A项,NH3一步反应不能生成NO2,故错误;B项,AlCl3易水解,直接加热不能得
22、到AlCl3固体,故错误;C项,蔗糖中无醛基,不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色Cu2O,故错误。6.(2016苏州期中调研,1)化学与生产、生活、环境等密切相关。下列叙述正确的是()A.NOx、CO2、PM2.5都会导致酸雨B.人造纤维、合成橡胶和光导纤维都属于有机高分子化合物C.推广使用煤液化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放D.用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料,可以实现“碳”的循环利用答案D A项,CO2和PM2.5均不会导致酸雨,故错误;B项,光导纤维的主要成分是SiO2,SiO2是无机物,不是有机高分子化合物,故错误;C项,煤液化技术可以提高煤利用率,但不能改变燃烧产物CO
23、2,故不能减少CO2的排放,故错误。7.(2015盐城模拟,6)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.1 L 0.1 molL-1的氨水中含有NH3分子数为0.1NAB.标准状况下,2.24 L的CCl4中含有的CCl键数为0.4NAC.常温常压下,3.0 g含甲醛的冰醋酸中含有的原子总数为0.4NAD.常温常压下,Na2O2与足量CO2反应生成2.24 L O2,转移电子数为0.2NA答案C A项,氨水中存在NH3、NH3H2O、N 等粒子,根据物料守恒,应该是N(NH3)+N(NH3H2O)+N(N)=0.1NA;B项,标准状况下CCl4呈液态;D项,常温常压下,2.24 L
24、 O2的物质的量不是0.1 mol,转移电子数也不是0.2NA。4H4H8.(2015扬州模拟,6)下列离子方程式与所述事实相符且正确的是()A.Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:Ca2+2HC+2OH-CaCO3+C+2H2OB.向NaIO3溶液中加入适量NaHSO3溶液:I+3HS I-+3S+3H+C.明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至生成的沉淀物质的量最大:Al3+2S+2Ba2+4OH-Al+2BaSO4+2H2OD.磁性氧化铁溶于稀硝酸:Fe3O4+8H+N 3Fe3+NO+4H2O3O23O 3O3O24O 24O 2O3O答案B A项,正确的离子方程式应为:OH-+
25、HC+Ca2+H2O+CaCO3;C项,设明矾的物质的量为1 mol,当加入 mol Ba(OH)2时有:Al3+S+Ba2+3OH-BaSO4+Al(OH)3 mol 1 mol此时生成沉淀2.5 mol;当加入2 mol Ba(OH)2时有:Al3+2S+2Ba2+4OH-2BaSO4+Al+2H2O 2 mol此时生成沉淀2 mol,所以生成沉淀物质的量最大时,离子方程式应为:2Al3+3S+3Ba2+6OH-3BaSO4+2Al(OH)3;D项,电荷不守恒,原子不守恒,得失电子不守恒,正确写法为3Fe3O4+28H+N 9Fe3+NO+14H2O。3O323224O 32323224O
26、 2O24O 3OB组 20152017年高考模拟综合题组 时间:20分钟 分值:40分 一、选择题(每题5分,共15分)1.(2017南通启东中学期初,6)下列装置用于实验室制取氨气并检验氨气的某一化学性质,其中能达到实验目的的是()A.用装置甲制取氨气B.用装置乙除去氨气中的水蒸气C.用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收氨气并防倒吸答案C A项,实验室制取NH3,应选用加热NH4Cl固体和Ca(OH)2固体的混合物制备,故错误;B项,NH3能与H2SO4反应,故错误;C项,2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O,硬质玻璃管中黑色固体变为红色,可验证NH3具有还原性,故正确;D项,
27、该装置没有起到防倒吸作用,故错误。知识拓展 氨气的实验室制法反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O反应装置:固体+固体 气体(与用KClO3和MnO2制O2的装置相同)易错警示 在NH3的尾气处理实验中,由于NH3极易溶于水,所以一定要注意防倒吸,因此导管不能伸入水层,应伸入不溶于水且密度大于水的液体中,例如CCl4。2.(2016徐淮连宿一模,6)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是()A.pH=1的溶液:Ag+、Al3+、Cl-、S B.能使酚酞试液变红的溶液:Na+、K+、HC、S2-C.c(OH-)/c(H+)=10-12的溶液:N、Cu2
28、+、N、Cl-D.由水电离产生的c(OH-)=10-12 molL-1的溶液:K+、Fe2+、S、N 24O 3O4H3O24O 3O答案C A项,Ag+与Cl-、Ag+与S 均不能大量共存,故错误;B项,使酚酞变红的溶液显碱性,OH-与HC 不能大量共存,故错误;C项,c(OH-)/c(H+)=10-12的溶液为酸性溶液,N、Cu2+、N、Cl-、H+可以大量共存,故正确;D项,由水电离产生的c(OH-)=10-12 molL-1的溶液可能为酸性溶液也可能为碱性溶液,酸性溶液中,H+、Fe2+、N 三者不能大量共存,碱性溶液中,Fe2+与OH-不能大量共存,故错误。24O 3O4H3O3O易
29、错警示 由水电离产生的c(OH-)=10-12molL-1的溶液中,水的电离受到了抑制,该溶液中溶质应是能电离出大量H+或OH-的物质,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。考点分析 本题的四个选项考查的是对溶液酸碱性的限制,类似的还有:加入铝粉产生H2的溶液可能显酸性,也可能显碱性;能使甲基橙变红的溶液显酸性。3.(2015扬州模拟,4)下表所列各组物质中,不能通过一步反应实现如图所示转化的是()答案D D项,Na2SiO3一步反应不能生成SiO2,不能满足“bc”。故选D。解题关键 此类题考查的是对元素性质掌握的熟练程度,要求学生在元素化合物性质和方程式知识上下功夫。知识拓展 Al(OH)3为两性
30、氢氧化物,它在水溶液中存在酸式和碱式两种电离平衡:Al3+3OH-Al(OH)3 H+Al+H2O,同时Al3+和Al 也可相互转化。2O2O二、非选择题(共25分)4.2017南通二模,20(3)(4)(10分)SO2和氮氧化物的转化和综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。(3)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90 s的情况下,测得不同条件下的脱氮率如图、所示。由图知,当废气中的NO含量增加时,宜选用 法提高脱氮率。图中,向循环吸收液中加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮率,其可能原因为。(4)研究表明:NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图所
31、示为复合吸收剂组成一定时,温度对脱硫、脱硝的影响。温度高于60 后,NO去除率随温度升高而下降的原因为 。写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式:。答案(3)好氧硝化Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用(4)温度升高,H2O2分解速率加快2H2O+Cl+2SO2 Cl-+2S+4H+2O24O 解析(3)由图可知,好氧硝化法的脱氮率高于厌氧反硝化法的脱氮率,且NO含量增加时,厌氧反硝化法的脱氮率明显降低,故宜选用好氧硝化法。Fe2+、Mn2+并不是该反应的反应物,但由图可知,在有Fe2+、Mn2+存在的情况下脱氮率较高,故可推测Fe2+和Mn2+有催化作用。(4)温度高于60 后,N
32、O去除率随温度升高而下降,可推测是反应物受到了温度的影响而有损耗,H2O2是一种受热易分解的物质,在温度高于60 时,H2O2分解速率加快,导致NO去除率下降。NaClO2具有氧化性,可将SO2氧化为S,自身被还原为Cl-,故离子方程式为Cl+2SO2+2H2O Cl-+2S+4H+。24O 2O24O 方法归纳 氧化还原反应离子方程式的书写应抓住“价态、守恒、环境”。5.2016徐淮连宿一模,20(2)(3)(5分)(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比12置于恒温恒容的密闭容器中,发生反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),测得反应达到平衡时NO2与SO2的体积比为15
33、,则平衡常数K=(填数值)。(3)如图所示是一种用NH3、O2脱除烟气中NO的原理,该原理中NO最终转化为H2O和 (填化学式),当消耗1 mol NH3和0.5 mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为 L。答案(2)1.8(3)N2 11.2解析(2)根据题意设充入的NO2的物质的量为a,SO2的物质的量为2a,达平衡时反应了的NO2的物质的量为x。则 NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)n起 a 2a 0 0n转 x x x xn平 a-x 2a-x x x=x=a设容器体积为V,K=1.8。(3)根据题图可看出最终产物为N2和H2O;整个反应过程中,NH3为还原剂,
34、NO和O2为氧化剂,n(NH3)n(O2)=21,根据得失电子守恒、原子守恒,可得总反应为:4NH3+2NO+2O2 3N2+6H2O,因此n(NO)=0.5 mol,V(NO)=0.5 mol22.4 Lmol-1=11.2 L。22(NO)(SO)VV平平152axax343344544aaVVaaVV解题关键 读懂“用NH3、O2脱除烟气中NO”的图像,找出“进去的”(参加反应的)物质和“出来的”(生成的)物质各有哪些是解题的关键。解题技巧 可巧妙运用得失电子守恒来求n(NO),即n(NO)2+n(O2)4=n(NH3)3。6.2015连云港月考,20(1)(2)(10分)CO、氮氧化物
35、(NOx)和碳氢化合物是汽车尾气的主要污染物。(1)已知空燃比(空气、燃料体积之比)与尾气中各成分排放量的关系如图所示,判断B物质是(B为某种气体)。(2)SO2、NOx都能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:。现有1 L H2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2 molL-1,则理论上最多能溶解铜的物质的量为 。答案(1)NO(2)4NO2+O2+2H2O 4HNO3或3NO2+H2O 2HNO3+NO 0.72 mol解析(1)随着空燃比增大,空气含量越来越高,发生反应:N2+O2 2NO,故B物质
36、应为NO,空燃比增大到一定程度后,继续增大时B物质含量降低是因为发生反应:2NO+O2 2NO2。(2)NO2转化为HNO3的反应有两种写法:3NO2+H2O 2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O 4HNO3;1 L混合液中c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2 molL-1,则n(H2SO4)+n(HNO3)=1.2 mol,设n(H2SO4)=x,则n(HNO3)=1.2 mol-x。根据 3Cu+8H+2N 3Cu2+4H2O+2NO 3 mol 8 mol 2 mol设最多能溶解铜的物质的量为3a,则n(H+)=8a=2x+1.2 mol-x=1.2 mol+xn(N)=2a=
37、1.2 mol-x解得a=0.24 mol,x=0.72 mol,n(Cu)=3a=0.72 mol,则理论上最多能溶解铜的物质的量为0.72 mol。3O3O考点分析 本题考查了氮的氧化物的相关知识,考查考生获取、分析信息,特别是分析图表的能力。疑难突破 Cu与H2SO4和HNO3的混合酸反应的计算中,由于H2SO4可以提供H+,使Cu(NO3)2中的N 也具备强氧化性,因此应利用离子方程式来进行计算。其离子方程式和化学方程式可参照:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O;3Cu+3H2SO4+2HNO3 3CuSO4+2NO+4H2O。3O3OC组 20152017年高考模拟创新题
38、组(2017苏州期中调研,20)为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少氮氧化物(NOx)的排放量。还原法、氧化法、电化学吸收法是减少氮氧化物排放的有效措施。(1)科学家研究利用乙烯进行脱硝(NO),反应机理如下图。由图可推断:乙烯的作用是 ,Cu+的作用是 。(2)选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,其反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)H=-1 625.5 kJmol-1该方法应控制反应温度在315400 之间,反应温度不宜过高的原因是 。氨氮比n(NH3)/n(NO)会直接影响该方法的脱硝率。下图为350 时,只改变氨气的投放量
39、,NO的百分含量与氨氮比的关系图。当n(NH3)/n(NO)1.0时,烟气中NO含量反而增大,主要原因是 。(3)烟气脱硫(SO2)脱硝(NOx)一体化技术是大气污染防治研究的热点。用次氯酸钙溶液同时脱除烟气中SO2和NO的原理如下:脱硫:Ca(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq)脱硝:3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)3CaCl2(aq)+4HNO3(aq)与NaClO溶液相比,Ca(ClO)2溶液更能有效促进脱硫反应进行,理由是 。已知NaOH溶液脱硝的原理:2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO
40、2+H2O,NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O。与NaOH溶液相比,Ca(ClO)2溶液脱硝效率更高,可能的原因是 。(4)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽使之转化为硝酸。电解装置如下图所示。将石墨电极设置成颗粒状的目的是 ;该电解池的阳极反应式为 。答案(1)作还原剂 作催化剂(2)温度过高,使脱硝反应的平衡向逆反应方向移动,脱硝率降低过量氨气与氧气反应生成NO(3)Ca(ClO)2溶液与SO2反应生成的CaSO4微溶,容易脱离反应体系,促进脱硫反应进行ClO-氧化性强,有利于直接将NO氧化为N(4)增大吸收液与电极的接触面
41、积,提高电解反应的效率H2O+HNO2-2e-N+3H+(或N+H2O-2e-N+2H+)3O3O2O3O解析(1)由图中可知:H4 2 O2,C2H4在反应中失电子,作还原剂;Cu+在反应中的转变为:Cu+(NO2)Cu+Cu+(O2)Cu+(NO2),可看出Cu+作催化剂。(2)该反应的H11,则NH3过量,过量的NH3会与O2反应生成NO,造成烟气中NO含量增大。(3)该小题可以从平衡移动的角度分析。Ca(ClO)2的脱硫反应与NaClO溶液对比,不同点在于生成的CaSO4为固体,有利于促进脱硫反应进行。该小题可以从氧化还原反应的角度分析,Ca(ClO)2的脱硝反应与NaOH溶液对比,不
42、同点在于Ca(ClO)2中的ClO-可直接将NO氧化为N,且产物只有一种。(4)将石墨电极设置成颗粒状可增大接触面积,加快反应速率,有利于电解反应充分进行;从图中可知,b极产生气体,应为电解稀硝酸产生的H2,故b极为阴极,a极为阳极。阳极的电解液为吸收NOx后的吸收液即亚硝酸,故阳极反应式为H2O+HNO2-2e-N+3H+。22C4C3(NH)(NO)nn113(NH)(NO)nn3O3O解题技巧 在物质转化的环形示意图中,要抓住反应的反应物和生成物是什么,本题是NO在乙烯和O2的作用下,生成N2、CO2和H2O,Cu+在反应过程中作催化剂。方法归纳 实验过程中控制温度不宜过高,一般考虑温度对平衡移动的影响,也可考虑在较高温度下某些物质会挥发或分解,如H2O2、HNO3、(NH4)2CO3等;若温度控制在一定范围内,则一般考虑温度太高或太低对反应有何影响。
