第五章第二节氮及其化合物同步练习(含解析)2022-2023学年下学期高一化学人教版(2019)必修第二册

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名称 第五章第二节氮及其化合物同步练习(含解析)2022-2023学年下学期高一化学人教版(2019)必修第二册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-21 07:51:55

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第五章第二节氮及其化合物同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. B.稀硝酸
C. D.
2.已知:。某溶液中可能含有、、、、、、,且所有离子的物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是
A.肯定不含 B.肯定含有
C.肯定含有 D.肯定含有
3.将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y,有沉淀生成,X、Y不可能是
A.CO2、SO2 B.NH3、SO2 C.SO2、NO2 D.SO2、H2S
4.将充有m mL NO和n mL NO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入m mL O2,若已知mA.mL B.mL
C.mL D.3(n-m)mL
5.用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜,下列叙述不正确的是
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应
A.对环境造成的危害:③最小
B.所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③
C.三种途径所消耗的铜的质量相同
D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜的最佳方案是①
6.在下列反应中,硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性的是
A.2HNO3+H2S=S↓+2NO2↑+2H2O
B.2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O
C.4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
D.8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
7.依据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法不正确的是
A.是
B.可用排空气法收集气体
C.工业上以、空气、水为原料生产硝酸
D.由,从原理上看,可与反应实现
8.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是
A.人类活动参与了氮循环
B.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.氮元素均被氧化
9.下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A.化学性质稳定,可用作保护气
B.、均为大气污染气体,在大气中可稳定存在
C.、均无色气体
D.、均能与水发生反应
10.以下关于铜跟浓、稀HNO3反应的说法中错误的是
A.1mol浓HNO3被还原转移2mol电子
B.Cu与浓HNO3反应剧烈,故氧化性浓HNO3强于稀HNO3
C.Cu与浓、稀HNO3反应都不需加热
D.生成等量的Cu(NO3)2,消耗浓HNO3的量多
11.已知:2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O;NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O。将224mL(标况下)NO和NO2的混合气体溶于20mLNaOH溶液中,恰好完全反应并无气体逸出,则NaOH溶液的物质的量浓度为
A.1 mol/L B.0.5mol/L C.0.25mol/L D.0.2mol/L
12.将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是
选项 ① ② 预测的现象
A 浓硝酸 铁片 产生大量红棕色气体
B 二氧化硫水溶液 酸性KMnO4溶液 溶液褪色
C 氯水 FeSO4溶液 溶液褪色
D 二氧化硫水溶液 BaCl2溶液 产生白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
13.一定质量的Fe和Cu的混合物中加入少量稀硝酸,若充分反应后剩余固体质量为mg,再向其中加入少量稀硫酸,充分反应后剩余固体质量为ng,则下列判断正确的是
A.加入稀硫酸前,溶液中一定有 B.m可能等于n
C.m一定大于n D.最终溶液中可能有
14.下列反应中,不属于氮的固定的是
A.N2和H2在一定条件下合成NH3
B.豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮
C.雷电时,空气中的N2与O2反应生成NO
D.由NH3制碳酸氢铵和尿素
15.铁粉与稀硝酸反应的化学方程式为8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O。下列有关说法正确的是
A.氧化性:HNO3<Fe3+
B.作氧化剂的HNO3是参与反应的HNO3的10%
C.若铁粉过量,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶8
D.在反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液,有气体逸出
二、实验题
16.某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条燃烧”,由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去)。已知浓硝酸受热分解、金属和浓硝酸反应的方程式分别为4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O、Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑。
Ⅰ.实验装置如图1所示。
(1)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论_______(填“正确”或“错误”),理由是_______。
Ⅱ.实验装置如图2所示。
(2)硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,该反应的化学方程式是_______。
(3)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了,有的同学得出“NO2能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论_______(填“正确”或“错误”),理由是_______。
Ⅲ.为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题
(4)请重新设计一个简单的实验方案,并简述实验原理和主要操作_______。
17.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_______。
(2)装置①中发生反应的化学方程式是_______。
(3)装置②的作用是_______,发生反应的化学方程式是________。
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是_______。
(5)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_______(填字母)。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
三、工业流程题
18.某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠的工艺流程如图,等物质的量的和恰好能被溶液在吸收塔中完全吸收生成。
(1)吸收塔中发生反应的化学方程式是_______。
(2)分解塔中需要严格控制硝酸的浓度,目的是_______。
(3)向母液中加入硝酸,发生反应,经结晶可制得副产品。对该过程中产生的的处理方法是_______。
(4)可用碱液吸收氮氧化物(),其化学方程式为,。根据上述原理,下列气体通入过量溶液后一定有剩余的是_______。
A.和 B.和
C.和 D.和
四、原理综合题
19.研究NO2、SO2、等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为________。利用反应6NO2+8NH3 7N2+12H2O也可处理NO2,当转移1.2 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是___L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0 kJ/mol
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的 △H=___kJ/mol。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是___。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K=___。
(3)催化剂存在下,NH3可用来消除NO的污染,生成两种对环境无害的物质,写出反应的化学方程式_________________;该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.C
【详解】A.NO和水不反应,故不选A;
B.稀硝酸和铜反应生成NO气体,故不选B;
C.NO和CO在催化剂作用下生成N2、CO2,选C;
D.臭氧具有强氧化性,NO2和O3反应不可能生成N2,故不选D;
选C。
2.B
【分析】,说明亚硫酸根的还原性大于碘离子还原性,无色溶液,说明原溶液中没有亚铁离子,向无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色,说明含有亚硫酸根。
【详解】A.滴加少量溴水,溶液为无色,说明溴水与亚硫酸根反应生成硫酸根和溴离子,而无法确定,故A错误;
B.滴加少量溴水,溶液为无色,说明溴水与亚硫酸根反应,则溶液中肯定含有,故B正确;
C.根据前面分析溶液中肯定存在亚硫酸根,肯定不含亚铁离子,溶液中还剩下三种阳离子、、,由于所有离子的物质的量浓度相等,根据电荷守恒,则说明肯定不含有,故C错误;
D.根据前面分析溶液中含有亚硫酸根,若含有碘离子,根据电荷守恒和各离子的物质的量浓度相等,则一定含有,若不含有碘离子,则可能是、、三种中的两种,故D错误。
综上所述,答案为B。
3.A
【详解】A.由于HCl的酸性强于H2SO3和H2CO3,故CO2通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入SO2,仍然没有沉淀生成,A正确;
B.NH3能溶于BaCl2溶液中,形成碱性溶液,没有沉淀生成,通入SO2后先后发生反应:,,B错误;
C.由于HCl的酸性强于H2SO3,SO2通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入NO2,发生反应:, ,产生沉淀,C错误;
D.由于HCl的酸性强于H2SO3,SO2通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入H2S,发生反应:,产生沉淀 ,D错误;
故选A。
4.B
【详解】一氧化氮与水不反应,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应方程式为3NO2+H2O =2HNO3+NO,则将充有一氧化氮和二氧化氮的混合气体的试管倒立于水槽中,试管中一氧化氮的体积为(m+)mL,向试管中通入氧气,一氧化氮、氧气在水中发生反应生成硝酸,反应方程式为4NO+3O2 +2H2O=4HNO3.,若氧气过量,试管中剩余氧气的体积为mmL—×(m+)mL=mL,若一氧化氮过量,试管中剩余一氧化氮的体积为(m+)mL—×mmL=mL,故选B。
5.D
【分析】①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮,;
②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮,;
③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应,反应为、;
【详解】A.由分析可知,③不生成污染性气体,对环境污染最小,故A正确;
B.由分析可知,生成等量的硝酸铜,所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③,故B正确;
C.根据铜元素守恒可知,三种途径所消耗的铜的质量相同,故C正确;
D.铜与浓硝酸反应生成污染性气体,且氮元素利用率低;方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高,故制取硝酸铜的最佳方案是③,故D错误;
故选D。
6.D
【详解】A.反应中HNO3中的N元素的化合价全部降低,被还原,故只表现出氧化性,选项A不合题意;
B.反应中HNO3中的N元素的化合价全部不变,只表现出酸性,选项B不合题意;
C.反应中HNO3中的N元素的化合价全部降低被还原,但O元素的化合价升高被氧化,故既表现出氧化性,又表现出还原性,选项C不合题意;
D.反应中HNO3中的N元素的化合价部分降低,被还原,还有一部分不变,表现酸性,故既表现出氧化性,又表现出酸性,选项D符合题意;
答案选D。
7.B
【分析】从图中可知,X中N化合价为+5价,且为N的氧化物,X为N2O5。
【详解】A.X中N化合价为+5价,且为N的氧化物,X为N2O5,A正确;
B.NO与O2反应生成NO2,因此不能用排空气法收集NO气体,B错误;
C.氨气和氧气反应制得NO,NO与氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,C正确;
D.根据氧化还原反应原理分析,NH3可与NO2反应生成氮气,化学方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O,D正确;
故答案选B。
8.D
【详解】A.人类活动如人工固氮参与了氮循环,A正确;
B.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环,如制造蛋白质,B正确;
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化,C正确;
D.人工固氮合成氨反应中,氮元素被还原,D错误;
故选D。
9.A
【详解】A.化学性质稳定,难与其他物质反应,可用作保护气,故A正确;
B.能与氧气反应生成NO2,NO不能在大气中可稳定存在,故B错误;
C.是红棕色气体,故C错误;
D.和水不反应,与水发生反应生成硝酸和NO,故D错误;
选A。
10.A
【详解】A.铜和浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,硝酸中N的化合价从+5价降低到+4价,1molHNO3得到1mol电子,所以1mol浓HNO3被还原转移1mol电子,故A错误;
B.Cu与浓HNO3反应剧烈,与稀硝酸反应比较缓慢,故氧化性浓HNO3强于稀HNO3,故B正确;
C.铜和浓、稀硝酸反应都不需要加热,常温下即可进行,故C正确;
D.铜和浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜和稀硝酸反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成3mol硝酸铜,消耗浓硝酸为12mol,消耗稀硝酸为8mol,所以消耗的浓硝酸的量多,故D正确;
故选A。
11.B
【详解】n(NOx)= =0.01mol,根据方程式知,氮氧化物和NaOH反应时无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠,N、Na原子个数之比都是1:1,所以n(NOx)=n(NaOH),则c(NaOH)= =0.5mol/L,故选B。
【点睛】本题考查化学方程式的有关计算,侧重考查学生分析计算能力,利用原子守恒分析解答即可,注意解题方法技巧。
12.B
【详解】A.在室温下浓硝酸遇Fe时,浓硝酸会将Fe表面氧化,而在Fe表面产生一层致密的氧化物保护膜而阻止金属进一步发生反应,因此不能看到产生产生NO2红棕色气体,A不符合题意;
B.二氧化硫水溶液具有还原性,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,酸性KMnO4溶液能够将SO2氧化而使溶液紫色褪色,因此会看到溶液紫色褪色,B符合题意;
C.FeSO4溶液具有还原性,氯水具有强氧化性,二者混合会发生氧化还原反应产生FeCl3、Fe2(SO4)3,使溶液变为黄色,而不是溶液褪色,C不符合题意;
D.由于酸性:HCl>H2SO3,所以将二氧化硫水溶液加入BaCl2溶液,不能发生反应,因此不能产生白色沉淀,D不符合题意;
故合理选项是B。
13.C
【分析】由题意可知,铁和铜与少量稀硝酸反应时,还原性强的铁优先与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,铜可能与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,则mg固体可能为铜或者铁和铜的混合物;加入少量稀硫酸时,溶液中的硝酸根离子在酸性条件下与剩余固体继续反应生成硝酸盐、一氧化氮和水,则充分反应后,ng固体可能为铜或者铁和铜的混合物,但质量一定小于mg,由铁和铜都能与铁离子反应可知,反应后的溶液中一定不存在铁离子。
【详解】A.由分析可知,加入稀硫酸前,溶液中可能含有铜离子,故A错误;
B.由分析可知,ng固体的质量一定小于mg,故B错误;
C.由分析可知,ng固体的质量一定小于mg,故C正确;
D.由分析可知,铁和铜都能与铁离子反应,则反应后的溶液中一定不存在铁离子,故D错误;
故选C。
14.D
【详解】A.氮的固定是指从游离态转化成化合态的过程,N2和H2在一定条件下合成NH3属于氮的固定,故A不选;
B.豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮,该过程中N从游离态转化成化合态,属于氮的固定,故B不选;
C.雷电时,空气中的N2与O2反应生成NO,该过程中N从游离态转化成化合态,属于氮的固定,故C不选;
D.由NH3制碳酸氢铵和尿素,该过程中没由游离态N参与,不属于氮的固定,故D选;
正确答案是D。
15.B
【分析】该反应中Fe元素化合价升高作还原剂被氧化,Fe3+为氧化产物,部分HNO3中N元素化合价降低作氧化剂被还原,NH为还原产物。
【详解】A.氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,即氧化性:HNO3>Fe3+,A错误;
B.根据化学方程式可知,30molHNO3参与反应时生成3molNH4NO3,即有3molHNO3被还原,做氧化剂,所以作氧化剂的HNO3是参与反应的HNO3的×100%=10%,B正确;
C.若铁粉过量,则Fe元素最终生成Fe2+,化合价升高2价,做氧化剂的HNO3中N元素化合价降低8价,根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶8,C错误;
D.在反应后的混合物中滴加少量氢氧化钠溶液,OH-会先结合Fe3+生成沉淀,不会有气体产生,D错误;
综上所述答案为B。
16.(1) 错误 带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的
(2)2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑
(3) 正确 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃
(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体,并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥,再将带火星的木条伸入NO2中观察现象
【详解】(1)浓硝酸受热分解的产物有NO2、O2和H2O,由实验开始后木条上的火星逐渐熄灭得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论是错误的,因为带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的,答案:错误;带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的;
(2)根据硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,根据得失电子守恒配平,可知该反应的化学方程式为2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,答案:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑;
(3)由于硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃。因此“NO2能支持木条燃烧”的结论正确。答案:正确;硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同,若NO2不支持燃烧,则木条不会复燃;
(4)Ⅲ.验证NO2能否支持燃烧,需要制取NO2气体,因此,选用金属铜和浓硝酸反应制取NO2气体,而且要将NO2气体净化,答案:用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体,并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥,再将带火星的木条伸入NO2中观察现象。
17.(1)3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(3) 将NO2转化为NO 3NO2+H2O=2HNO3+NO
(4)装置③液面上方气体仍为无色,装置④液面上方气体由无色变为红棕色
(5)acd
【分析】根据题意,装置①出来的应该有NO2和少量挥发的HNO3,装置②是把NO2气体转化为NO,同时吸收HNO3,装置③④显然是验证实验结论, NO经过浓硝酸产生红棕色气体,经过稀硝酸后③上方气体不变色。装置⑤⑥应该是尾气处理。能够被吸收的是NO2,不能够被吸收的是NO,用排水法收集。
【详解】(1)根据装置特点和实验目的,⑤中是用排水法集气,因为NO不溶于水且不与水发生反应,故NO应从③中出来,所以装置③中应该盛放稀硝酸,⑥是用溶液吸收尾气,说明从④中出来的有NO2,所以装置④中应该盛放浓硝酸,装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2;
(2)浓HNO3与Cu反应:4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(3)装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO,反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体;
(5)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,一是可设计将溶解的NO2赶走再观察颜色变化,二是降低溶液中Cu(NO3)2的浓度,观察颜色变化。
加热可降低NO2的溶解度,通过观察溶液颜色变化可以判断,选项a正确;
加水稀释,硝酸铜浓度降低,NO2浓度也降低,无法判断是由哪个量引起的变化,选项b错误;
通入氮气,降低NO2的浓度,可通过观察溶液颜色变化可以判断,选项c正确;
向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,增大了NO2的浓度,可通过观察溶液颜色变化可以判断,选项d正确;
答案选acd。
18. 控制产物中和的比例 回收,补充适量后,通入吸收塔中循环利用 C
【详解】(1)由等物质的量的一氧化氮和二氧化氮恰好能被碳酸钠溶液完全吸收,可知该反应的化学方程式为。
(2)分解塔中需要严格控制硝酸的浓度,使二氧化硫与硝酸反应产生一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比为,便于在吸收塔中恰好转化为亚硝酸盐,所以目的是控制产物中和的比例。
(3) 回收,补充适量,将反应产生的一氧化氮部分氧化为二氧化氮,然后将混合气体通入吸收塔中循环利用。
(4)A项,发生反应,再与反应,气体无剩余,A项错误;B项,发生反应、,气体无剩余,B项错误;C项,发生反应,剩余气体为,C项正确;D项,发生反应,气体无剩余,D项错误。故选C。
19. 3NO2+H2O=2HNO3+NO 6.72 -41.8 b 2.67 4NH3+6NO5N2+6H2O 2:3
【分析】(1)NO2与水反应产生硝酸和一氧化氮;根据元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移数目,列比例式计算NO2的物质的量,然后根据V=n·Vm计算其在标准状况下的体积;
(2)根据盖斯定律来计算化学反应的焓变;根据化学平衡状态的特征判断化学反应是否达到平衡,根据该反应是反应前后气体体积相等的反应特点,利用平衡时各种气体的物质的量的比等于体积比等于浓度比,带入平衡常数表达式可得该反应的化学平衡常数;
(3)根据元素化合价升高,失去电子,被氧化,作还原剂;元素化合价降低,得到电子,被还原,作氧化剂,氧化剂得到电子与还原剂失去电子数目相等配平。
【详解】(1)NO2与水反应产生硝酸和一氧化氮,反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。在反应6NO2+8NH37N2+12H2O,在该反应中当反应中有1 mol NO2参加反应时,共转移了4 mol电子,则转移1.2 mol电子时,消耗的NO2的物质的量为n(NO2)=×n(e-)=×1.2 mol=0.3 mol,因此反应消耗标准状况下NO2的体积V(NO2)=0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L;
(2)已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0 kJ/mol
根据盖斯定律,将(①-②)÷2整理可得,NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H= -41.8 kJ/mol;
a.该反应是反应前后气体分子数不变的反应,无论反应是否达到平衡状态,体系的压强保持不变,因此不能说明反应已达到平衡状态,a错误;
b.随着反应的进行,NO2的浓度减小,气体颜色逐渐变浅,当反应达到平衡时气体颜色不变,故可作为判断平衡的标志,b正确;
c.SO3和NO都是生成物,比例始终保持1:1,不能作为平衡状态的判断依据,c错误;
d.选项所述的两个速率都表示的是逆反应速率,不能作为平衡状态的判断依据,d错误;
故合理选项是b;
假设反应开始时NO2的体积是V,则SO2的体积是2V,NO2反应消耗体积是x,则平衡时各种气体的体积分别是V(NO2)=V-x;V(SO2)=2V-x;V(SO3)=V(NO)=x;由于此时V(NO2):V(SO2)=(V-x):(2V-x)=1:6,所以x=0.8V,所以该反应的化学平衡常数K===2.67;
(3)NH3与NO反应产生N2和H2O,反应方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O,在该反应中NH3为还原剂,被氧化,NO为氧化剂,被还原,氧化产物与还原产物的物质的量之比为4:6=2:3。
【点睛】本题考查了氧化还原反应、热化学方程式的书写、化学平衡状态的判断及平衡常数的有关计算,将物质变化与能量变化、化学平衡等知识融合在一起进行考查,充分体现了高考的综合性。注意对于反应前后气体体积不变的反应,可用平衡时各种气体的体积代替物质浓度进行平衡常数的计算。
答案第1页,共2页
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