【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中化学（鲁科版）选修2 课时作业：主题1课题3 氨氧化法制硝酸

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1．下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是(　　)
A．CO2　　　　　　　　　 B．CO
C．NO2 D．氯气
【答案】　C
2．关于NO的下列叙述不正确的是(　　)
A．NO可以是某些含低价N元素物质被氧化的产物
B．NO不是亚硝酸酐
C．NO可以是某些含高价N元素物质被还原的产物
D．NO是红棕色气体
【解析】　NO中N为＋2价，故NO既有氧 ( http: / / www.21cnjy.com )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。2·1·c·n·j·y
【答案】　D
3．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(　　)【来源：21cnj*y.co*m】
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： ( http: / / www.21cnjy.com )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。www.21-cn-jy.com
【答案】　D
4．(2013·淮北高二测试)在体积为V ( http: / / www.21cnjy.com )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(　　)【版权所有：21教育】
A. B.
C. D.
【解析】　根据原子守恒得答案为：。
【答案】　C
5．用铜锌合金制成的假金元宝骗人的事件屡有发生，下列不易区别其真伪的方法是(　　)
A．测定密度 B．放入硝酸中
C．观察外观 D．放入盐酸中
【解析】　Au很不活泼，不 ( http: / / www.21cnjy.com )溶于单一的酸溶液，Zn、Cu相对Au而言较活泼。从外观颜色上看假金元宝与真的相同，不易分辨，但从其成分而言，假的是铜锌合金，真的是纯度很高的金，Zn能溶于盐酸，Zn、Cu均能溶于硝酸，均有气泡产生，而Au则不与盐酸或硝酸反应；从密度而言，金的密度大于铜、锌的密度。21cnjy.com
【答案】　C
6．大气污染是环境污染的一个重要方面 ( http: / / www.21cnjy.com )，常见的大气污染物分一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应，生成新的污染物。如2NO＋O2===2NO2，NO2就是二次污染物，由NO2导致的污染就是NO的二次污染。下列物质：①SO2，②NO，③NO2，④氯化氢，⑤CO2，不易导致二次污染的是(　　)
A．①②③④⑤ B．①③⑤
C．④⑤ D．④
【解析】　SO2在空气中能生成H2 ( http: / / www.21cnjy.com )SO3，也能生成SO3，易导致二次污染；NO能生成NO2造成二次污染；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，其中HNO3和NO导致的污染为NO2的二次污染；而HCl不易造成二次污染(比较稳定)；CO2不是污染物，也不会造成二次污染。21·cn·jy·com
【答案】　C
7．下列反应既属于离子反应，又属于氧化还原反应的是(　　)
A．4NH3＋5O24NO＋6H2O
B．2NO＋O2===2NO2
C．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D．N2O3＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
【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】　C
8．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发 ( http: / / www.21cnjy.com )生的化学反应如下：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，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 ·L－1，则需该NaOH溶液的体积是
(　　)
A. L B. L
C. L D. L
【解析】　根据气体全部被吸收，生成的盐是Na ( http: / / www.21cnjy.com )NO3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＋NO)＝(m＋n)mol，所以NaOH溶液的体积为 L。21·世纪*教育网
【答案】　D
9．(2013·南阳高二测 ( http: / / www.21cnjy.com )试)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6NO2＋8NH3??7N2＋12H2O，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：①3∶2　②2∶3　③3∶7　④3∶4，正确的组合为
(　　)
A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
【解析】　注意到给予的反 ( http: / / www.21cnjy.com )应为一可逆反应。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(6＋6)mL＝12 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3∶2。假若剩余的气体全部为NH3，则原NH3有(8＋6)mL＝14 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3∶7，故原混合气体中<<。21教育网
【答案】　C
10．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(　　)　　21*cnjy*com
A．77.8% B．50%
C．63.5% D．98%
【解析】　根据4NH3＋5O2===4 ( http: / / www.21cnjy.com )NO＋6H2O,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得关系式：NH3＋2O2===HNO3＋H2O，故溶液相当于1 mol水中溶解1 mol HNO3，故质量分数为×100%＝77.8%。21*cnjy*com
【答案】　A
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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)2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2
NaNO2＋2HNO3===NaNO3＋2NO2↑＋H2O
(2)4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O
12．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____ ( http: / / www.21cnjy.com )___________________；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 ( http: / / www.21cnjy.com )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)4NH3＋5O24NO＋6H2O　2NO＋O2===2NO2　(2)变浅　存在2NO2??N2O4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(mol·L－1)　　　 0 1 2 3 4
N2 1.500 1.400 1.200 c1 c1
H2 4.500 4.200 3.600 c2 c2
NH3 0 0.200 0.600 c3 c3
根据表中数据计算0～2小时内N2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。
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)：
4NH3＋5O2??4NO＋6H2O　K1＝1×1053(900 ℃)
4NH3＋3O2??2N2＋6H2O　K2＝1×1067(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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )算表达式，可求出v(N2)＝(1.5 mol·L－1－1.2 mol·L－1)/2 h＝0.15 mol·L－1·h－1。设N2转化x mol。21世纪教育网版权所有
　 N2　＋　3H2　??　2NH3
起始 1.5 4.5 0
平衡 1.5－x 4.5－3x 2x
转化 x 3x 2x
由同温、同体积时，压强之比等于物质的量之比得：＝a，解得x＝3(1－)，N2%＝×100%＝2(1－)×100%。【来源：21·世纪·教育·网】
(2)从图中不难读出低温生成N2，高温 ( http: / / www.21cnjy.com )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。www-2-1-cnjy-com
(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)0.15　2(1－1/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)NO＋NO2＋H2O===2HNO2
CO(NH2)2＋2HNO2===CO2↑＋2N2↑＋3H2O
14．如果化肥厂用NH3制备NH4NO3， ( http: / / www.21cnjy.com )已知由NH3制NO的产率为96%，NO制硝酸的产率为92%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3，则制HNO3所用去的NH3的质量占总消耗NH3的质量分数是多少？【出处：21教育名师】
【解析】　由4NH3＋5O24NO＋6H2O
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
NH3＋HNO3===NH4NO3
可得：NH3～HNO3～NH4NO3
解法一：设制备NH4NO3总 ( http: / / www.21cnjy.com )质量为80 t，则制备HNO3总质量为63 t，则与HNO3反应的NH3为17 t，设制备HNO3所用去的NH3的质量为x，根据关系式有x×96%×92%＝17 t，解得x＝19.25 t。2-1-c-n-j-y
占总消耗氨量的质量分数为×100%＝53.1%。
解法二：若设制备NH4NO3 1 mo ( http: / / www.21cnjy.com )l，则与HNO3反应的NH3应为1 mol，需制得1 mol HNO3。设制1 mol HNO3用去NH3的物质的量为x，则有x×96%×92%＝1 mol，x＝1.13 mol，×100%＝53.1%。这种运用物质的量关系进行计算的方法显得更为简捷。21教育名师原创作品
【答案】　53.1%
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