Question

【題目】氮、磷及其化合物在生產、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固氮的部分K值。

反應	大氣固氮 N2（g）+O2（g）2NO（g）		工業固氮 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分析數據可知：大氣固氮反應屬于_____（填“吸熱”或“放熱”）反應。

②分析數據可知；人類不適合大規模模擬大氣固氮的原因_____。

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

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

其它條件不變時，α隨著x/span>增大而增大的原因是____；圖中的B點處NH3的平衡轉化率為____。

II.（4）紅磷P（s）和Cl2 （g）發生反應生成PCl3（g）和 PCl5（g），反應過程如下。

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

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

氣態PCl5生成氣態PCl3和Cl2的熱化學方程式為________。

（5）直鏈聚磷酸是由n個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（填化學式）；當測得溶液中鈣離子沉淀完全（濃度小于10－5 mol·L－1）時，溶液中的另一種金屬陽離子的物質的量濃度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，正向進行的程度小（或轉化率低），不適合大規模生產； 2MnO+5NO+6H+=2Mn2++5NO+3H2O x增大，相當于c（NH3）增大，CO2轉化率增大 25% PCl5（g） PCl3（g） + Cl2（g） △H = +93 kJ·mol－1 3n+1 Mg3（PO4）2 10－6

【解析】

Ⅰ(1)①由表格數據可知，溫度越高，K越大，說明升高溫度，平衡正移，則正反應方向為吸熱反應；

②由表格數據可知，2000℃時，K=0.1，K值很小，則轉化率很小，不適合大規模生產，所以人類不適合大規模模擬大氣固氮；

故答案為：K值小，正向進行的程度小(或轉化率低)，不適合大規模生產；

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

(3)工業以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平衡轉化率（α）隨（氨碳比）= x的變化如圖所示，氨碳比（x）越大，相當于增大，故平衡正向移動，CO2平衡轉化率（α）隨之增大；B點對應=4，且反應后CO2轉化率為50%，物質的轉化量之比與化學計量數呈比例關系，假設投料：=4X，則=x，又二氧化碳轉化0.5x，氨氣轉化的是二氧化碳的2倍，故氨氣轉化x，氨氣的轉化率為：；

故答案為：x增大，相當于c（NH3）增大，CO2轉化率增大；25%；

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

(5)已知直鏈低聚磷酸銨的化學式可表示為（NH4）（n+2）PnOx，根據化學式的書寫原則，化學式的總化合價為0，銨根的化合價為+1，又氧元素為-2價，PnOx的總化合價為-（n+2）價，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，溶度積常數小的先生成沉淀，先生成Mg3（PO4）2沉淀；當測得溶液中鈣離子沉淀完全，則鈣離子濃度為10－5mol·L－1，根據Ca3（PO4）2沉淀溶解平衡可知：，則在Mg3（PO4）2沉淀溶解平衡中：，則。