鲁教版选修二课题3 氨氧化法制硝酸作业（含解析）.doc

学业分层测评(三)(建议用时：45分钟)学业达标1下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是()aco2bcocno2dcl2【答案】c2关于no的下列叙述不正确的是()ano可以是某些含低价n元素物质被氧化的产物bno不是亚硝酸酐cno可以是某些含高价n元素物质被还原的产物dno是红棕色气体【解析】no中n为2价，故no既有氧化性，又有还原性，可以为低价含n物质失去电子被氧化的产物，也可为高价含n物质得到电子被还原的产物。n2o3为亚硝酸酐。d项不正确，no为无色。【答案】d3化工生产中的废气和汽车尾气的排放是造成大气污染的主要原因。下列气体经过处理后可用做燃料的是()a硫酸工业尾气b硝酸工业尾气c汽车尾气 d高炉煤气【解析】各选项与主要污染物的对应关系是：a二氧化硫、三氧化硫；b一氧化氮、二氧化氮；c一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和烃；d一氧化碳、二氧化碳。由于汽车尾气很分散，而目前甚至于今后一段时间内，将汽车尾气转化为燃料还不现实，故选d。【答案】d4在体积为v l的密闭容器中通入a mol no和b mol o2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()a. b.c. d.【解析】根据原子守恒得答案为：。【答案】c53no2h2o=2hno3no为工业上氨催化氧化法制硝酸的反应之一，该反应中no2的作用是()a只作氧化剂b只作还原剂c既作氧化剂又作还原剂d既不作氧化剂又不作还原剂【解析】该反应二氧化氮中n元素的化合价由4价变为5价和2价，二氧化氮既失电子又得电子，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂，故选c。【答案】c6下列反应既属于离子反应，又属于氧化还原反应的是() a4nh35o24no6h2ob2noo2=2no2c3no2h2o=2hno3nodn2o32naoh=2nano2h2o【解析】a、b两项反应不属于离子反应；d项反应不属于氧化还原反应。【答案】c7工业制硝酸的其中一步反应为氨的氧化，反应方程式为4nh3(g)5o2(g)4no(g)6h2o(g)h0，有关该反应的说法正确的是()a反应达到平衡后，3v正(nh3)2v逆(h2o)b反应处于平衡状态时，c(nh3)c(o2)c(no)c(h2o)c其它条件不变，温度越高，氨的转化率越高d增大压强是加快反应速率并提高no产率的有效措施【解析】a反应达到平衡后，3v正(nh3)2v逆(h2o)，各组分浓度不变，故a正确；b.反应处于平衡状态时，体系中各组分的浓度不变，与c(nh3)c(o2)和c(no)c(h2o)是否相等无关，故b错误；c.该反应正反应方向是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，温度越高，氨的转化率越低，故c错误；d.由于增大压强，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮生产量减小，所以寻找合适的催化剂及提高氧气的浓度是加快反应速率并提高no产率的有效措施，故d错误。故选a。【答案】a8已知氮的氧化物跟naoh溶液发生的化学反应如下：2no22naoh=nano3nano2h2o，no2no2naoh=2nano2h2o，现有m mol no2和n mol no 组成的混合气体，需用naoh溶液使其完全吸收至无气体剩余。已知naoh物质的量浓度为a mol l1，则需该naoh溶液的体积是()a. l b. lc. l d. l【解析】根据气体全部被吸收，生成的盐是nano3和nano2，可知钠原子的物质的量等于氮原子的物质的量，即n(naoh)n(no2)n(no)(mn)mol，所以naoh溶液的体积为 l。【答案】d9将20 ml二氧化氮和氨气的混合气体，在一定条件下充分反应，化学方程式是6no28nh37n212h2o。已知参加反应的二氧化氮比氨气少2 ml(气体体积均在相同状况下测定)，则原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是：32233734，正确的组合为()abcd【解析】注意到给予的反应为可逆反应。no2、nh3均不可能完全消耗。no2比nh3少消耗了2 ml，具体关系应该为no2消耗6 ml，nh3消耗8 ml，两种物质共消耗了14 ml，剩余6 ml，具体剩余的no2、nh3各有多少，依据起始的投入来决定。起始投入不确定时，具体剩余的no2、nh3体积也不确定。反过来，不知道剩余的no2、nh3体积也就无法确定起始给予的no2、nh3各多少体积。但是，用极端假设法可以确定起始给予的no2、nh3的体积范围。假若剩余的气体全部为no2，则原no2有(66)ml12 ml，nh3有8 ml，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是32。假若剩余的气体全部为nh3，则原nh3有(86)ml14 ml，no2有6 ml，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是37，故原混合气体中。【答案】c10将m g氨通过氨氧化法完全制成硝酸，且将硝酸全部溶解在反应中生成的水里制成浓硝酸，其质量分数为()a77.8%b50%c63.5%d98%【解析】根据4nh35o2=4no6h2o,4no3o22h2o=4hno3得关系式：nh32o2=hno3h2o，故溶液相当于1 mol水中溶解1 mol hno3，故质量分数为100%77.8%。【答案】a能力提升11硝酸工业尾气的净化方法有多种。(1)碱液吸收是一种常用的方法。工业上常用纯碱溶液来吸收尾气中的氮的氧化物，反应的化学方程式为_。如果希望吸收产物全部为硝酸钠，可用浓硝酸处理所得的吸收液，试写出反应的化学方程式：_。(2)催化还原法是用还原剂在有催化剂存在的条件下来还原氮的氧化物。如果以nh3为还原剂，可分别将尾气中的no和no2还原成n2和h2o，写出这两个反应的化学方程式：_。【答案】(1)2no2na2co3=nano2nano3co2nano22hno3=nano32no2h2o(2)4nh36no5n26h2o,8nh36no27n212h2o12某化学小组的同学设计了如图的实验装置。将氨气与过量的氧气通入硬质玻璃管中，管中装有cr2o3催化剂，用酒精灯加热。(1)氨气催化氧化的化学方程式是_；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是_。(2)停止反应后，立即关闭试管的两个活塞，一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色_，原因是_。【答案】(1)4nh35o24no6h2o2noo2=2no2(2)变浅存在2no2n2o4的平衡，降温平衡右移13工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：(1)某温度下体积为200 l的氨合成塔中，测得如下数据：时间(h)浓度(moll1)01234n21.5001.4001.200c1c1h24.500om4.2003.600c2c2nh300.2000.600c3c3根据表中数据计算02小时内n2的平均反应速率为_moll1h1。若起始时与平衡时的压强之比为a，则n2的转化率为_(用含a的代数式表示)。(2)氨气和氧气从145 就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)：已知：4nh35o24no6h2ok111053(900 )4nh33o22n26h2ok211067(900 )温度较低时以生成_为主，温度高于900 时，no产率下降的原因_。吸收塔中需要补充空气的原因_。(3)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中no和no2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素co(nh2)2反应生成co2和n2，请写出有关反应化学方程式：_。【解析】(1)由反应速率的计算表达式，可求出v(n2)(1.5 moll11.2 moll1)/2 h0.15 moll1h1。设n2转化x mol。 n2 3h2 2nh3起始/mol 300 900 0转化/mol x 3x 2x平衡/mol 300x 9003x 2x由同温、同体积时，压强之比等于物质的量之比得：a，解得x600(1)，(n2)100%2(1)100%。(2)从图中不难读出低温生成n2，高温生成no，但当高于900 时，反应逆向移动，故no的产率减小。再通入空气，相当于增加反应物，平衡正向移动，nh3的转化率进一步提高，使硝酸产量增加。(3)根据题中信息，可写出反应物和产物，关键运用化合价和原子守恒来配平。【答案】(1)0.152(11/a)100%(2)n2生成no的反应为放热反应，升高温度转化率下降进一步与no反应生成硝酸(3)nono2h2o=2hno2、co(nh2)22hno2=co22n23h2o14如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热，然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶，当三氧化二铬保持红热状态时，移去酒精灯。根据题意回答问题： (1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为_，当三氧化二铬红热时，移去酒精灯，原因是：_。(2)圆底烧瓶里的实验现象是_，鼓入空气的作用是_。(3)实验结束后，在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体，写出生成该晶体的化学方程式：_。(4)新制的三氧化二铬催化效果较好。实验室一般用加热分解(nh4)2cr2o7的方法制三氧化二铬，反应的化学方程式为_。(5)工业上要获得浓度较大的硝酸，往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸，然后_(填一种操作名称)，实验室里保存浓硝酸的方法是_。【解析】(1)氨气具有还原性，在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为no；该反应是放热反应，温度太高可能使催化剂的活性降低。(2)产生的一氧化氮能和氧气反应生成红棕色的no2，鼓入空气有利于氨气的逸出，同时提供氧气。(3)no2与水反应生成hno3，nh3与hno3反应生成了nh4no3：nh3hno3=nh4no3。(4)(nh4)2cr2o7中铵根中的氮是负三价，有还原性，重铬酸根中的铬正六价，有氧化性，会发生自身氧化还原反应，氮元素化合