【題目】碳、氮、氧、鋁都為重要的短周期元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有重要作用。請回答下列問題:

(1)在密閉容器內(nèi)(反應過程保持體積不變),使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。當反應達到平衡時,N2和H2的濃度之比是_______;當升高平衡體系的溫度,則混合氣體的平均式量______(將“增大”“減小”或“不變”);當達到平衡時,再向容器內(nèi)充入1mol N2,H2的轉(zhuǎn)化率_______(填“提高”“降低”或“不變”);當達到平衡時,將c(N2)、c(H2)、c(NH3)同時增大1倍,平衡_______移動(填“正向”“逆向”或“不”)。

(2)由題干所述元素中的三種組成的某種強酸弱堿鹽的化學式為________,其溶于水能_____水的電離(填“促進”或“抑制”),且使溶液的pH_______(填“升高”“降低”或“不變”),原因是_________(用離子方程式表示)。

(3)空氣是硝酸工業(yè)生產(chǎn)的重要原料,氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ),氨氣在鐵觸媒作用下只發(fā)生主反應①和副反應②:

4NH3(g)+5O24NO+6H2O(g) △H=-905kJ/mol ①

4NH3(g)+3O22N2+6H2O(g) △H=-1268kJ/mol ②

①氮氣與氧氣反應生成NO的熱化學方程式為______________________。

②在氧化爐中催化氧化時,有關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖。下列說法中正確的是_____。

A.工業(yè)上氨催化氧化生成NO時,最佳溫度應控制在780~840℃之間

B.工業(yè)上采用物料比在1.7~2.0,主要是為了提高反應速率

C.加壓可提高NH3生成NO的轉(zhuǎn)化率

D.由圖可知,溫度高于900℃時,生成N2的副反應增多,故NO產(chǎn)率降低

(4)M是重要的有機化工原料,其分子與H2O2含有相同的電子數(shù),將1molM在氧氣中完全燃燒,只生成1molCO2和2molH2O,則M的化學式為_______。某種燃料電池采用鉑作為電極催化劑,以KOH溶液為電解質(zhì),以M為燃料,以空氣為氧化劑。若該電池工作時消耗1molM,則電路中通過_____mol電子。

【答案】 13 減小 提高 正向 Al(NO3)3 促進 降低 Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+181.5 kJ·mol1 AD CH3OH 6

【解析】(1)在密閉容器內(nèi)(反應過程保持體積不變),使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。氮氣和氫氣按照化學計量數(shù)之比充入進行反應,所以當反應達到平衡時,N2和H2的濃度之比是13;正反應放熱,升高平衡體系的溫度,平衡向逆反應方向進行,混合氣體的物質(zhì)的量增加,總質(zhì)量不變,則混合氣體的平均式量減;當達到平衡時,再向容器內(nèi)充入1mol N2,平衡向正反應方向進行,所以H2的轉(zhuǎn)化率提高;當達到平衡時,將c(N2)、c(H2)、c(NH3)同時增大1倍,相當于增大壓強,平衡正向移動;(2)由碳、氮、氧、鋁元素中的三種組成的某種強酸弱堿鹽是硝酸鋁,化學式為Al(NO3)3,鋁離子水解溶液顯酸性,即其溶于水能促進水的電離,溶液的pH降低,水解方程式為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;(3)①已知:①、4NH3(g)+5O24NO+6H2O(g) △H=-905kJ/mol,②4NH3(g)+3O22N2+6H2O(g) △H=-1268kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律可知(①-②)÷2即得到氮氣與氧氣反應生成NO的熱化學方程式:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+181.5 kJ·mol1;②A、根據(jù)圖像可知780~840℃之間生成的NO含量最高,所以工業(yè)上氨催化氧化生成NO時,最佳溫度應控制在780~840℃之間,A正確;B、工業(yè)上采用物料比在1.7~2.0,主要是為了氨氣的轉(zhuǎn)化率,生成更多的NO,B錯誤;C、正反應體積增大,加壓平衡向逆反應方向進行,NH3生成NO的轉(zhuǎn)化率降低,C錯誤;D、由圖可知,溫度高于900℃時,生成N2的副反應增多,故NO產(chǎn)率降低,D正確,答案選AD;(4)M是重要的有機化工原料,其分子與H2O2含有相同的電子數(shù),將1molM在氧氣中完全燃燒,只生成1molCO2和2molH2O,則根據(jù)原子守恒可知M的化學式為 CH3OH;甲醇中碳元素是-2價,反應后轉(zhuǎn)化為CO2,升高到+4價,失去6個電子,所以電池工作時消耗1molM,則電路中通過6mol電子。

練習冊系列答案
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A.a(chǎn)點溶液中:水電離出的c(H+)=1×10-10mol·L-1

B.b點溶液中:c(H+)=1×10-7mol·L-1

C.c點溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)

D.d點溶液中:c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)

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A.2v(NH3)=v(CO2) B.密閉容器中總壓強不變

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(1)甲中含氧官能團的名稱為______,甲分子中處于同一平面的碳原子數(shù)量最多為___個。

(2)由甲轉(zhuǎn)化為乙需經(jīng)下列過程(己略去各步反應的無關(guān)產(chǎn)物,下同):

其中反應I的反應類型為______,反應Ⅱ的化學方程式為(注明反應條件)________。

(3)己知:RCHCHRRCHO+RCHO;2HCHOHCOOH+CH3OH

由乙制丙的一種合成路線圖如下(A~F均為有機物,圖中Mr表示相對分子質(zhì)量):

① 下列物質(zhì)不能與C反應的是______(選填序號)

a.金屬鈉 b.HBr c.Na2CO3溶液 d.乙酸

②D有多種同分異構(gòu)體,任寫其中一種能同時滿足下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式_____。

a.苯環(huán)上連接著三種不同官能團 b.能發(fā)生銀鏡反應

c.能與Br2/CCl4發(fā)生加成反應 d.遇FeCl3溶液顯示特征顏色

③ 寫出乙與新制氫氧化銅懸濁液反應化學方程式________。

④ 寫出F的結(jié)構(gòu)簡式_________

⑥ 寫出C和D反應生成丙的化學方程式__________。

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