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高中三年级化学

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    氨气是化学工业上应用非常广泛的物质。下面仅是它在两方面的重要用途。
    “侯氏制碱法”的发明为振兴中国化工工业做出了重要贡献。制碱法的第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳,该反应可表示为:NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3↓+ NH4Cl
    现在45℃时,取117g食盐配制成饱和溶液,向其中通入适量氨气后,再向其中通入二氧化碳,使反应进行完全。试计算并回答下列问题(计算结果取三位有效数字)(有关物质的溶解度数据如表,单位:g/100g水)。
     
    NaCl
    NaHCO3
    NH4Cl
    10℃
    35.8
    8.15
    33.0
    45℃
    37.0
    14.0
    50.0
     
    (1)117g食盐理论上可以制取纯碱           g;
    (2)45℃反应完毕后,有晶体析出;溶液中剩余水        g,析出晶体的质量        g。
    (3)过滤除去析出的晶体后再降温至10℃,又有晶体析出,计算所析出晶体的质量共     
    工业制硝酸也是氨气重要用途之一,反应如下:
    4NH3+5O2→4NO+6H2O  2NO+O2→2NO2    3NO2+H2O→2HNO3+NO
    将a mol的NH3与b mol的O2混合后,充入一密闭容器,在Pt存在下升温至700℃,充分反应后,冷却至室温。
    (4)请讨论b∕a的取值范围及与之对应的溶液的溶质及其物质的量,将结果填于下表中:
    b∕a的取值范围
    溶质
    溶质物质的量
     
     
     

    ——
    ——
     
     
     
    本题信息:化学计算题难度极难 来源:未知
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  • 本试题 “氨气是化学工业上应用非常广泛的物质。下面仅是它在两方面的重要用途。“侯氏制碱法”的发明为振兴中国化工工业做出了重要贡献。制碱法的第一步反应是向饱和氨...” 主要考查您对

    氮气

    二氧化氮

    单质磷及其化合物

    等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
    • 氮气
    • 二氧化氮
    • 单质磷及其化合物

    氮元素在自然界中的存在形式:

    既有游离态又有化合态。空气中含N278%(体积分数)或75%(质量分数);化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素


    氮气的物理性质和化学性质:

    (1)物理性质:纯净的氮气是无色气体,密度比空气略小,氮气在水中的溶解度很小,在常压下101kPa,-195.8℃氮气变成无色液体,-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构:氮分子(N2)的电子式为,结构式为N≡N,由于N2分子中的N≡N键很牢固,所以通常情况下,氮气的化学性质稳定、不活泼。
    (2)化学性质:氮分子化合价为0价,既可以升高也可以降低,说明氮气既有氧化性又有还原性。
    ①N2与H2化合生成NH3
    说明:该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理。
    ②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应:
    ③N2与O2化合生成NO:
    说明:在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。


    氮气的用途:

    ①合成氨,制硝酸;
    ②代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;
    ⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;
    ④保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;
    ⑤医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;
    ⑥利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能。

    二氧化氮的物理性质和化学性质:

    (1)物理性质:红棕色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水、易液化,比空气重。
    (2)化学性质:
    与H2O反应:
    (工业制HNO3原理,在此反应中,NO2同时作氧化剂和还原剂)


    NO、NO2的性质、实验室制法的比较:


    隐含反应:的应用:

    通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯,因为在常温、常压下能发生反应,由于此平衡的存在,导致一些物理量的理论值与实验值有一定的误差。例如:
    1.收集到的1mo1NO2在标准状况下的体积应小于22.4L 
    2.标准状况下22.4LNO2的质量大于46g。
    3.NO与O2混合后,所得物质的相对分子质量应大于按体积比求得的数值。
    4.温度影响“”平衡体系,其他条件不变,体系颜色随温度改变而改变。升高温度,气体颜色变深;降低温度,气体颜色变浅。
    5.恒容时,在“”平衡体系中增加 N01,相当于增大压强。

    有关混合气体NO、NO2、O2溶于水的计算:

     
    ①×2+②得NO2、O2与水反应生成HN3,的化学方程式为:

    ①×2+②×3得NO、O2与水反应生成HNO3的化学方程式为:

    一般NO、NO2、O2与水反应,可归纳成四种情况:
    1.NO和NO2混合
    剩余气体为NO
    2.NO2和O2混合
     
    3.NO和O2混合

    4.NO2、NO、O2的混合
    时,反应后无气体剩余
    特例:当时,无气体剩余。


    磷在自然界中的存在:

    自然界中没有游离态的磷,磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中。磷和氮一样,是构成蛋白质的成分之一。动物的骨骼、牙齿和神经组织,植物的果实和幼芽,生物的细胞里都含有磷,磷对维持生物体正常的生理机能起着重要的作用。


    磷的物理性质:

    磷的单质有多种同素异形体,其中常见的是白磷和红磷。白磷和红磷的主要性质如下表。

    特别提醒白磷遇光会逐渐变为黄色。因此,白磷又称黄磷,白磷的颜色往往表述为“白色或黄色”。

    白磷和红磷的化学性质:

    白磷和红磷都能在空气或氧气中燃烧,燃烧产物一般是五氧化二磷,且反应放出大量的热,4P+5O22P2O5

    磷的用途:

    白磷和红磷有许多用途,如都可用于制造纯度较高的磷酸;白磷可用于制造燃烧弹、烟幕弹等;红磷可用于制农药、安全火柴等。


    白磷和红磷的分子结构:

    白磷的分子组成为P4,分子的空间构型为正四面体(如图A)。红磷的结构较复杂,有人认为红磷是P4分子断裂一个键后相互结合形成的长链状分子(如图B).

    特别提醒白磷和红磷的化学式通常都写为P。


    磷的化合物:

     (1)五氧化二磷:
    五氧化二磷的分子式为,通常写为分子的空间构型如图所示。

    五氧化二磷通常为白色固体,由磷在空气中燃烧生成, 632K时升华。
    五氧化二磷是典型的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
    五氧化二磷很易跟水反应,跟冷水反应生成偏磷酸,跟热水反应生成磷酸,反应放出大量的热。

    五氧化二磷的强亲水性决定了它可用作干燥剂。五氧化二磷是一种固态、酸性、无强氧化性的干燥剂,干燥能力非常强。
    (2)磷酸:
    磷酸为三元中强酸,属于弱电解质,易溶于水,在水中分三级电离。

    纯磷酸是无色晶体,熔点为315K.沸点较高,可溶于水。
    磷酸无强氧化性,具有酸的通性。为了避免Br-、 I-被氧化,可用浓磷酸代替浓硫酸在实验室中制备HBr和HI。
    (3)磷酸盐:
    磷酸是三元酸,对应的盐有正盐和酸式盐: .


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