【題目】NH3作為一種重要化工原料,被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國家863計劃。催化劑常具有較強的選擇性,即專一性。已知:

反應(yīng)I:4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=―905.0 kJ·molˉ1

反應(yīng) II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H

(1)

化學鍵

H—O

O===O

N≡N

N—H

鍵能kJ·molˉ1

463

496

942

391

△H=_______________ 。

(2)在恒溫恒容裝置中充入一定量的NH3和O2,在某催化劑的作用下進行反應(yīng)I,則下列有關(guān)敘述中正確的是______________。

A.使用催化劑時,可降低該反應(yīng)的活化能,加快其反應(yīng)速率

B.若測得容器內(nèi)4v(NH3)=6v(H2O)時,說明反應(yīng)已達平衡

C.當容器內(nèi)=1時,說明反應(yīng)已達平衡

(3)氨催化氧化時會發(fā)生上述兩個競爭反應(yīng)I、II。為分析某催化劑對該反應(yīng)的選擇性,在1L密閉容器中充入1 mol NH3和2mol O2,測得有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如下圖:

①該催化劑在高溫時選擇反應(yīng)_____________(填“ I ”或“ II”)。

②520℃時,4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常數(shù)K=________(不要求得出計算結(jié)果,只需列出數(shù)字計算式)。

③有利于提高NH3轉(zhuǎn)化為N2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______________

A.使用催化劑Pt/Ru

B.使用催化劑Cu/TiO2

C.增大NH3和O2的初始投料比

D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度

E.降低反應(yīng)溫度

(4)采用氨水吸收煙氣中的SO2,

①若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽,則此時溶液呈_____性(填“酸”或“堿”)常溫下弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下:氨水:Kb=1.8×10ˉ5mol·Lˉ1;H2SO3:Ka1=1.3×10ˉ2mol·Lˉ1,Ka2=6.3×10ˉ8mol·Lˉ1

②上述溶液中通入______氣體可使溶液呈中性(填“SO2”或NH3”),此時溶液c(NH4+_______c(SO32-(填“>”“<”或“=”)

【答案】 H=1260kJ·molˉ1 A I E SO2

【解析】(1)H=E(反應(yīng)物)E(生成物)=(4×391×3+3×4962×9426×463×2)kJmol-1= 1260 kJmol-1

(2)A項,使用催化劑,改變反應(yīng)機理,降低活化能,加快反應(yīng)速率,故A正確;B項,用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比=化學計量數(shù)之比,所以6v(NH3)= 4v(H2O)時,反應(yīng)達平衡,故B錯誤;C項, =1時,不能說明反應(yīng)物和生成物的量不再變化,不能說明反應(yīng)已達平衡,故C錯誤。綜上,選A。

(3)由已知,結(jié)合圖像可得,①高溫時主要發(fā)生反應(yīng)I。

平衡時,c(NH3)=(10.20.4)mol·Lˉ1=0.4mol·Lˉ1,c(O2)=(20.30.25)mol·Lˉ1=1.45mol·Lˉ1,c(NO)=0.2mol·Lˉ1,c(H2O)=(0.3+0.6)mol·Lˉ1=0.9mol·Lˉ1,所以520℃時,4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常數(shù)K= = 。

③使用催化劑只能改變化學反應(yīng)速率,不能改變化學平衡,故A、B錯誤;C項,增大NH3O2的初始投料比,提高了O2的轉(zhuǎn)化率,降低了NH3的轉(zhuǎn)化率,故C錯誤;D項,增大反應(yīng)物濃度,平衡向氣體分子數(shù)減小方向移動,降低了NH3的轉(zhuǎn)化率,故D錯誤;E項,對于放熱反應(yīng),降低溫度,平衡右移,提高了NH3的轉(zhuǎn)化率,故E正確。

(4)①由已知可得:Kh(NH4+)== =,Kh(HSO3-)== =,Kh(SO32-)===,所以水解常數(shù):Kh(SO32-)>Kh(NH4+)>Kh(HSO3-),故亞硫酸銨溶液水解呈堿性,亞硫酸氫銨溶液水解呈酸性。

②因為亞硫酸銨溶液水解呈堿性,所以通入SO2氣體可使溶液呈中性;由離子守恒:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),又因為c(H+)=c(OH-),所以c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),故c(NH4+)>2c(SO32-)。

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C. B外接電源正極時,離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為:Fe4[Fe(CN)6]3+4Li++4eˉ=Li4Fe4[Fe(CN)6]3

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(1)氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的化學方程式為___________________________。

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若用20 mL H3PO3溶液與同濃度的NaOH溶液40mL恰好完全反應(yīng),生成的鹽為___________________(填“正鹽”或“酸式鹽”)。

H3PO3中,P元素的化合價為_______________________。H3PO3可以將溶液中的Ag+還原,從而用于化學鍍銀,寫出該離子方程式_________________________。

處理廢水時,先在其中加入適量漂白粉,再加入生石灰調(diào)節(jié)pH將磷元素轉(zhuǎn)化為磷酸鈣沉淀并回收,加入漂白粉的作用是______________________________________

若處理后的廢水中c(PO43ˉ)=4×10ˉ7mol·Lˉ1,溶液中c(Ca2+)=________mol·Lˉ1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10ˉ29

(3)通過佛爾哈德法可以測定三氯氧磷產(chǎn)品中Cl元素含量,實驗步驟如下:

.取a g產(chǎn)品于錐形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。

.向錐形瓶中加入0.1000 mol·Lˉ1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl完全沉淀。

.向其中加入2 mL硝基苯,用力搖動,使沉淀表面被有機物覆蓋。

.加入指示劑,用c mol·Lˉ1 NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點,記下所用體積。

已知:Ksp(AgCl)=3.2×10ˉ10,Ksp(AgSCN)=2×10ˉ12

滴定選用的指示劑是__________(選填字母)。

a.FeCl2b.NH4Fe(SO4)2 c.淀粉 d.甲基橙

實驗過程中若未加入硝基苯這項操作,所測Cl元素含量將會_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

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