Question

【題目】氮、磷及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的用途。回答下列問題：

Ⅰ．（1）氮的固定是幾百年來科學(xué)家一直研究的課題。

下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值。

反應(yīng)	大氣固氮 N2（g）+O2（g）2NO（g）		工業(yè)固氮 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
溫度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.8×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于_____（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

②分析數(shù)據(jù)可知；人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因_____。

（2）NaNO2是一種食品添加劑（有毒性，市場(chǎng)上常誤與食鹽混淆）。可用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)，完成其反應(yīng)的離子方程式。MnO＋NO＋_____=Mn2+＋NO＋H2O。

（3）工業(yè)生產(chǎn)以NH3和CO2為原料合成尿素[CO（NH2）2]，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l） △H＜0。T1℃時(shí)，在2 L的密閉容器中充入NH3和CO2模擬工業(yè)生產(chǎn)，若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比（氨碳比）= x，如圖是CO2平衡轉(zhuǎn)化率（α）與氨碳比（x）的關(guān)系。

其它條件不變時(shí)，α隨著x/span>增大而增大的原因是____；圖中的B點(diǎn)處NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為____。

II.（4）紅磷P（s）和Cl2 （g）發(fā)生反應(yīng)生成PCl3（g）和 PCl5（g），反應(yīng)過程如下。

2P（s） + 3Cl2（g）=2PCl3（g） △H1=-612 kJ· mol-1

2P（s） + 5Cl2（g）=2PCl5（g） △H2=-798 kJ· mol-1

氣態(tài)PCl5生成氣態(tài)PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式為________。

（5）直鏈聚磷酸是由n個(gè)磷酸分子通過分子間脫水形成的，常用于制取阻燃劑聚磷酸銨。直鏈低聚磷酸銨的化學(xué)式可表示為（NH4）（n+2）PnOx，x=___（用n表示）。

（6）一定溫度下，向濃度均為0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，先生成__沉淀（填化學(xué)式）；當(dāng)測(cè)得溶液中鈣離子沉淀完全（濃度小于10－5 mol·L－1）時(shí)，溶液中的另一種金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度c = ______mol·L-1。（已知：Ksp[Mg3（PO4）2] =6.0×10-29，Ksp[Ca3（PO4）2]=6.0×10－26。）

Answer 1

【答案】吸熱 K值小，正向進(jìn)行的程度小（或轉(zhuǎn)化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)； 2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O x增大，相當(dāng)于c（NH3）增大，CO2轉(zhuǎn)化率增大 25% PCl5（g） PCl3（g） + Cl2（g） △H = +93 kJ·mol－1 3n+1 Mg3（PO4）2 10－6

【解析】

Ⅰ(1)①由表格數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越大，說明升高溫度，平衡正移，則正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)；

②由表格數(shù)據(jù)可知，2000℃時(shí)，K=0.1，K值很小，則轉(zhuǎn)化率很小，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮；

故答案為：K值小，正向進(jìn)行的程度小(或轉(zhuǎn)化率低)，不適合大規(guī)模生產(chǎn)；

(2)NaNO2可用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)相關(guān)配平原則，遵守質(zhì)量守恒定律、電荷守恒定律，可以推出反應(yīng)方程式為：2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O；

(3)工業(yè)以NH3和CO2為原料合成尿素[CO（NH2）2]：2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l） △H＜0，CO2平衡轉(zhuǎn)化率（α）隨（氨碳比）= x的變化如圖所示，氨碳比（x）越大，相當(dāng)于增大，故平衡正向移動(dòng)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率（α）隨之增大；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)=4，且反應(yīng)后CO2轉(zhuǎn)化率為50%，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈比例關(guān)系，假設(shè)投料：=4X，則=x，又二氧化碳轉(zhuǎn)化0.5x，氨氣轉(zhuǎn)化的是二氧化碳的2倍，故氨氣轉(zhuǎn)化x，氨氣的轉(zhuǎn)化率為：；

故答案為：x增大，相當(dāng)于c（NH3）增大，CO2轉(zhuǎn)化率增大；25%；

II(4)根據(jù)蓋斯定律及熱化學(xué)方程式的書寫原則，第一個(gè)反應(yīng)減去第二個(gè)反應(yīng)可得出氣態(tài)PCl5生成氣態(tài)PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式為：2PCl5（g） 2PCl3（g）+2 Cl2（g） △H = +186 kJ·mol－1；簡(jiǎn)化后為：PCl5（g） PCl3（g） + Cl（g） △H = +93 kJ·mol－1；

(5)已知直鏈低聚磷酸銨的化學(xué)式可表示為（NH4）（n+2）PnOx，根據(jù)化學(xué)式的書寫原則，化學(xué)式的總化合價(jià)為0，銨根的化合價(jià)為+1，又氧元素為-2價(jià)，PnOx的總化合價(jià)為-（n+2）價(jià)，可以列式：，可得x=3n+1；

(6)Ca3（PO4）2與Mg3（PO4）2是同類型沉淀，已知：Ksp[Mg3（PO4）2] =6.0×10-29，Ksp[Ca3（PO4）2]=6.0×10－26，故一定溫度下，向濃度均為0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，溶度積常數(shù)小的先生成沉淀，先生成Mg3（PO4）2沉淀；當(dāng)測(cè)得溶液中鈣離子沉淀完全，則鈣離子濃度為10－5mol·L－1，根據(jù)Ca3（PO4）2沉淀溶解平衡可知：，則在Mg3（PO4）2沉淀溶解平衡中：，則。