
1.已知某物質(zhì)X能發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:
eq \x(X)eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10(①))eq \x(Y)eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10(②))eq \x(Z)eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10(③))eq \x(A)
下列有關(guān)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中物質(zhì)及其反應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是( )
A.若X為N2或NH3,則A為硝酸
B.若X為S或H2S,則A為硫酸
C.若X為非金屬單質(zhì)或非金屬氫化物,則A不一定能與金屬銅反應(yīng)生成Y
D.反應(yīng)①和②一定為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)③一定為非氧化還原反應(yīng)
D [A項(xiàng),若X為N2或NH3,Y為NO,Z為NO2,則A為硝酸,正確;B項(xiàng),若X為S或H2S,Y為SO2,Z為SO3,則A為硫酸,正確;C項(xiàng),若X為非金屬單質(zhì)或非金屬氫化物,A為硝酸或硫酸時(shí),稀硝酸與Cu反應(yīng)生成Y,濃硝酸和Cu反應(yīng)不生成Y,且Cu與稀硫酸不反應(yīng),則A不一定能與金屬銅反應(yīng)生成Y,正確;D項(xiàng),反應(yīng)①和②一定為氧化還原反應(yīng),反應(yīng)③若為二氧化氮和水的反應(yīng)也為氧化還原反應(yīng),錯(cuò)誤。]
2.NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關(guān)表述正確的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.Na2HCO3受熱不易分解
C.NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D.圖中所涉及的鹽類物質(zhì)的水溶液都是中性
C [NaHCO3不是化肥,A錯(cuò)誤;Na2HCO3受熱易分解,B錯(cuò)誤;NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng),C正確;Na2CO3在水中COeq \\al(2-,3)水解使溶液呈堿性,D錯(cuò)誤。]
3.(2021·棗莊高一檢測)實(shí)驗(yàn)室可以按如圖所示的裝置干燥、收集氣體M,多余的氣體可用水吸收,則M是( )
A.NH3 B.NO C.Cl2 D.NO2
[答案] A
4.如圖為含有同一種元素的a、b、c、d四種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中a是單質(zhì),b、c是氧化物,d是酸,各步轉(zhuǎn)化均為一步實(shí)現(xiàn),則a可能是①C、②N2、③S中的( )
eq \x(a)―→eq \x(b)―→eq \x(c)―→eq \x(d)
A.①和③B.只有①
C.①②③D.①②
C [①Ceq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))COeq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))CO2eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10( ))H2CO3,符合轉(zhuǎn)化關(guān)系;
②N2eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))NOeq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))NO2eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10( ))HNO3,符合轉(zhuǎn)化關(guān)系;
③Seq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))SO2eq \(――→,\s\up10(O2),\s\d10( ))SO3eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10( ))H2SO4,符合轉(zhuǎn)化關(guān)系;因此符合轉(zhuǎn)化關(guān)系的為①②③,C正確。]
5.如圖所示:
圖中每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物,其中A、C為無色氣體,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br>(1)物質(zhì)X可以是____________,C是______________,F(xiàn)是________。
(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是__________________________________________
_______________________________________________________________,
反應(yīng)②的化學(xué)方程式是____________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] X既能與鹽酸反應(yīng),又能與NaOH反應(yīng),都生成氣體,應(yīng)為弱酸銨鹽,則C為NH3,氣體A能與過氧化鈉反應(yīng),故A為CO2,則X應(yīng)為(NH4)2CO3或NH4HCO3,B為H2O,結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,D為O2,E為NO,F(xiàn)為NO2,G為HNO3。
[答案] (1)(NH4)2CO3(或NH4HCO3) NH3 NO2
(2)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 4NH3+5O2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))4NO+6H2O
6.如圖是氮元素的各種價(jià)態(tài)與物質(zhì)類別的對應(yīng)關(guān)系:
(1)根據(jù)A對應(yīng)的化合價(jià)和物質(zhì)類別,A的摩爾質(zhì)量是________,從氮元素的化合價(jià)能否發(fā)生變化的角度判斷,圖中既有氧化性又有還原性的化合物有________。寫出一個(gè)表現(xiàn)NO還原性的化學(xué)反應(yīng)方程式:___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)室依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理制取NH3的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________。
(3)濃、稀硝酸的性質(zhì)既相似又有差別,若要除去鐵制品表面的銅鍍層應(yīng)使用________。
(4)汽車尾氣中含有CO和NOx等多種有害氣體,若在汽車的排氣管上安裝一種催化轉(zhuǎn)化裝置,可使CO與NOx反應(yīng),生成兩種無毒氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)據(jù)圖可知A為+5價(jià)氮元素的化合物,故A為N2O5,摩爾質(zhì)量為108 g·ml-1。氮元素處于中間價(jià)態(tài)的化合物既有氧化性又有還原性,圖中NO、NO2符合條件;在反應(yīng)2NO+O2===2NO2中NO表現(xiàn)還原性。(2)實(shí)驗(yàn)室制取NH3的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+2NH4Cleq \(=====,\s\up10(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O。(3)除去鐵制品表面的銅鍍層應(yīng)用濃硝酸,銅與濃硝酸能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而常溫下濃硝酸使鐵鈍化,對鐵制品無損害;若使用稀硝酸會(huì)使鐵制品也發(fā)生反應(yīng)。(4)由條件可知CO與NOx反應(yīng)的產(chǎn)物為CO2和N2,化學(xué)反應(yīng)方程式為2xCO+2NOx===N2+2xCO2。
[答案] (1)108 g·ml-1 NO、NO2 2NO+O2===2NO2
(2)Ca(OH)2+2NH4Cleq \(=====,\s\up10(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O (3)濃硝酸 (4)2xCO+2NOx===N2+2xCO2
7.已知A、B、C為化合物,X為單質(zhì)。其中,A是一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體;X為雙原子分子,其原子的最外層電子數(shù)為內(nèi)層的3倍。A、B、C、X之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
eq \x(A)eq \(――→,\s\up10(X),\s\d10( ))eq \x(B)eq \(――→,\s\up10(X),\s\d10( ))eq \x(C)
請回答:
(1)X的化學(xué)式為________。
(2)B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式為_______________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
C是一種________色氣體。
(3)工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產(chǎn)硝酸:
①NH3→NO化學(xué)方程式為__________________________________________
________________________________________________________________;
②NO→NO2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________________
_______________________________________________________________;
(4)若要實(shí)現(xiàn)NH3→N2,從原理上看,下列試劑可行的是________(填字母)。
A.O2B.Na
C.NH4ClD.NO2
[答案] (1)O2
(2)2NO+O2===2NO2 紅棕
(3)①4NH3+5O2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))4NO+6H2O
②氣體由無色變成紅棕色
(4)AD
8.已知A、B、C、D、E、F是含有同一種元素的化合物,其中F是能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,它們之間能發(fā)生如下反應(yīng):
①A+H2O―→B+C
②C+F―→D
③D+NaOHeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))F+E+H2O
(1)寫出它們的化學(xué)式:
C________、D________、E________。
(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
①______________________________________________________________
______________________________________________________________;
③______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)工業(yè)生產(chǎn)C的過程中有如下一步反應(yīng),即F經(jīng)催化氧化生成B和H2O。寫出該步反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 根據(jù)題意“F是能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體”可知F是NH3,再結(jié)合已知條件和反應(yīng)關(guān)系可知C為HNO3,D為NH4NO3,E為NaNO3,A為NO2,B為NO。
[答案] (1)HNO3 NH4NO3 NaNO3
(2)3NO2+H2O===2H++2NOeq \\al(-,3)+NO
NHeq \\al(+,4)+OH-eq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))NH3↑+H2O
(3)4NH3+5O2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))4NO+6H2O
9.工業(yè)制備HNO3的流程如下:
請回答下列問題:
寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式,并指出含氮物質(zhì)發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。
①____________________________________________________________,
N2發(fā)生________反應(yīng)。
②____________________________________________________________,
NH3發(fā)生________反應(yīng)。
③____________________________________________________________,
NO發(fā)生________反應(yīng)。
④____________________________________________________________,
NO2既發(fā)生________反應(yīng),又發(fā)生________反應(yīng)。
[答案] ①N2+3H22NH3 還原 ②4NH3+5O2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))4NO+6H2O 氧化 ③2NO+O2===2NO2 氧化 ④3NO2+H2O===2HNO3+NO 氧化 還原
10.A、B、C、D是四種常見氣體單質(zhì)。E的相對分子質(zhì)量比F小16,且F為紅棕色。有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(反應(yīng)條件與部分反應(yīng)的生成物略去)。
請回答下列問題:
(1)D的化學(xué)式為________,Y的化學(xué)式為________,E的化學(xué)式為________。
(2)Y與氧化銅反應(yīng),每生成1 ml B消耗3 ml氧化銅,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)Y與E在一定條件下可反應(yīng)生成B和Z,這是一個(gè)具有實(shí)際意義的反應(yīng),可消除E對環(huán)境的污染,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)氣體F和氣體SO2在通常條件下同時(shí)通入盛有BaCl2溶液的洗氣瓶中(如圖所示),洗氣瓶中是否有沉淀生成?________,理由是_____________________
___________________________________________________________________。
[解析] E的相對分子質(zhì)量比F小16,且F為紅棕色,可確定E為NO,F(xiàn)為NO2,C是O2,綜合題中信息知,Z是H2O,G是HNO3,則D是H2,B是N2,Y是NH3,A是Cl2。(2)NH3與CuO反應(yīng)生成Cu、N2和H2O,每生成1 ml N2消耗3 ml CuO,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3CuOeq \(=====,\s\up10(△))N2+3Cu+3H2O。(4)二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸,硝酸可將二氧化硫或亞硫酸氧化成硫酸,硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀。
[答案] (1)H2 NH3 NO
(2)2NH3+3CuOeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))N2+3Cu+3H2O
(3)6NO+4NH3eq \(=======,\s\up10(一定條件),\s\d10( ))5N2+6H2O
(4)有 二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸,硝酸可將二氧化硫或亞硫酸氧化成硫酸,硫酸與氯化鋇反應(yīng)可生成硫酸鋇沉淀
11.硝酸銨是一種常用的化肥,其工業(yè)生產(chǎn)流程如下:
請回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________
________________________________________________________________。
(2)吸收塔C中通入空氣的目的是____________________________________
________________________________________________________________;
C、D兩個(gè)反應(yīng)容器中發(fā)生的反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填反應(yīng)容器代號(hào))。
(3)濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里,并放置在陰涼處,用化學(xué)方程式解釋原因:_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)金屬銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:______________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________,
該反應(yīng)中稀硝酸表現(xiàn)的性質(zhì)是________________。
[解析] 由NH4NO3的工業(yè)生產(chǎn)流程可知,N2與H2在鐵砂網(wǎng)的作用下反應(yīng)產(chǎn)生NH3,NH3在Pt-Rh合金作用下加熱被空氣中的O2氧化為NO和水,NO在吸收塔中與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2,NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3與NH3作用生成NH4NO3。
(1)反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))4NO+6H2O。
(2)在吸收塔C中通入空氣的目的是將NO氧化成NO2;在C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO。在D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:HNO3+NH3===NH4NO3。前兩個(gè)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),第三個(gè)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。所以發(fā)生氧化還原反應(yīng)的容器為C。
(3)濃硝酸不穩(wěn)定,光照容易分解,溫度越高越容易分解,為防止?jié)庀跛岬姆纸?,常把濃硝酸保存在棕色試劑瓶中,放在冷暗處。分解的化學(xué)方程式為4HNO3eq \(=====,\s\up10(光照),\s\d10( ))4NO2↑+O2↑+2H2O。
(4)硝酸有強(qiáng)氧化性,不僅能把活潑的金屬氧化,還能把不活潑的金屬如Cu氧化。金屬Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NOeq \\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O。在該反應(yīng)中一部分HNO3中的N元素由+5價(jià)變?yōu)椋?價(jià),得到電子,被還原,表現(xiàn)氧化性,還有一部分HNO3中的N元素的化合價(jià)沒有變化,提供酸根離子用來形成硝酸鹽,起酸的作用,故硝酸的作用是酸性和氧化性。
[答案] (1)4NH3+5O2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10(△))4NO+6H2O
(2)將一氧化氮氧化成二氧化氮 C
(3)4HNO3eq \(=====,\s\up10(光照),\s\d10( ))4NO2↑+O2↑+2H2O
(4)3Cu+8H++2NOeq \\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O 酸性和氧化性
12.SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。
(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:
①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式為____________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60 g·ml-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的V1 mL c1 ml·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 ml·L-1 NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。
(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理:
NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。
圖a
圖b
①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是________________。
②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是________。
[解析] (1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,結(jié)合原子守恒,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(NH2)2+H2Oeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))2NH3↑+CO2↑;②NH3在催化劑作用下還原NO2生成氮?dú)夂退?,根?jù)得失電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10( ))7N2+12H2O;③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應(yīng)形成(NH4)2SO4,此反應(yīng)中SO2是還原劑,氧氣是氧化劑,結(jié)合電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O===2(NH4)2SO4;④吸收NH3的硫酸的物質(zhì)的量為V1×10-3L×c1 ml·L-1-V2×10-3L×c2 ml·L-1×eq \f(1,2)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(V1c1-\f(1,2)V2c2))×10-3ml,根據(jù)化學(xué)方程式為CO(NH2)2+H2Oeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))2NH3↑+CO2↑和2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4可知,尿素的物質(zhì)的量為eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(V1c1-\f(1,2)V2c2))×10-3 ml,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(V1c1-\f(1,2)V2c2))×10-3 ml×60 g·ml-1,a g)×100%=eq \f(6c1V1-3c2V2,a)%。
(2)①由圖示可知BaO和NOx作用生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再還原為N2,則儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是BaO;②由圖示可知,第一步反應(yīng)為H2與Ba(NO3)2反應(yīng)生成NH3,1 ml Ba(NO3)2反應(yīng)生成NH3共轉(zhuǎn)移16 ml電子,根據(jù)得失電子守恒,參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為16 ml÷2=8 ml,則消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是8∶1。
[答案] (1)①CO(NH2)2+H2Oeq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))2NH3↑+CO2↑ ②8NH3+6NO2eq \(=====,\s\up10(催化劑),\s\d10( ))7N2+12H2O ③2SO2+O2+4NH3+2H2O===2(NH4)2SO4 ④eq \f(6c1V1-3c2V2,a)% (2)①BaO ②8∶1
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