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氮的化合物是重要的化工原料,其转化一直是化学研究的热点。
(1)氨催化氧化法是制硝酸的重要步骤,探究氨催化氧化反应的装置如图1所示:

①氨催化氧化时会生成副产物N2O。生成含等物质的量氮元素的NO与N2O时,消耗的O2的物质的量之比为
5:4
5:4

②一段时间后,观察到装置M中有白烟生成,该白烟成分是
NH4NO3
NH4NO3
(写化学式)。
③再经过一段时间观察到装置N中溶液变成蓝色,装置N中溶液变成蓝色的原因是
NH3在催化条件下被氧化成NO,NO再进一步被氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸,硝酸和Cu反应生成硝酸铜
NH3在催化条件下被氧化成NO,NO再进一步被氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸,硝酸和Cu反应生成硝酸铜

(2)可用ClO2将氮氧化物转化成
NO
-
3
。向1L含200mgClO2的溶液中加入NaOH溶液调节至碱性,ClO2转化为去除氮氧化物效果更好的NaClO2,再通入NO气体进行反应。碱性条件下NaClO2去除NO反应的离子方程式为
3
C
l
O
-
2
+4NO+4OH-=3Cl-+4
NO
-
3
+2H2O
3
C
l
O
-
2
+4NO+4OH-=3Cl-+4
NO
-
3
+2H2O

(3)纳米铁粉可去除水中的
NO
-
3
。控制其他条件不变,用纳米铁粉还原水体中的
NO
-
3
,测得溶液中含氮物质(
NO
-
3
NO
-
2
NH
+
4
)浓度随时间变化如图2所示:

①Fe去除水中的
NO
-
3
的机理:
NO
-
3
得到纳米铁粉失去的电子转化为
NO
-
2
,极少量NO在纳米铁粉或Cu表面得到电子转化为
NH
+
4
。与不添加少量铜粉相比,添加少量铜粉时去除
NO
-
3
效率更高,主要原因是
加入少量铜粉后形成铜铁原电池,加快了反应速率,因此除去
NO
-
3
的效率更高
加入少量铜粉后形成铜铁原电池,加快了反应速率,因此除去
NO
-
3
的效率更高

②与初始溶液中
NO
-
3
浓度相比,反应后溶液中所有含氮物质(
NO
-
3
NO
-
2
NH
+
4
)总浓度减小,原因是
反应过程中有部分
NO
-
3
被还原为N2逸出溶液(或还原为难溶于水的气体)
反应过程中有部分
NO
-
3
被还原为N2逸出溶液(或还原为难溶于水的气体)

【答案】5:4;NH4NO3;NH3在催化条件下被氧化成NO,NO再进一步被氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸,硝酸和Cu反应生成硝酸铜;3
C
l
O
-
2
+4NO+4OH-=3Cl-+4
NO
-
3
+2H2O;加入少量铜粉后形成铜铁原电池,加快了反应速率,因此除去
NO
-
3
的效率更高;反应过程中有部分
NO
-
3
被还原为N2逸出溶液(或还原为难溶于水的气体)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:54引用:1难度:0.6
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
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    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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