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(1)如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分,人类活动加剧了氮循环中的物质转化。

数学试题 05-05
(1)如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分,人类活动加剧了氮循环中的物质转化。
 
①下列说法正确的是_______(填字母序号)
A.固氮过程中,N2只做氧化剂
B.硝化过程需要有氧化剂参与
C.反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响
D.同化、氨化过程中,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化
②反硝化过程中,CH3OH可作为反应的还原剂,1mol还原剂失去6mol电子。请将该反应的离子方程式补充完整:5CH3OH+□NO3—_______+□_______+□_______+□_______,_____________
(2)研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。
①已知:SO2生成SO3总反应方程式是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ/mol
此反应可通过如下两步完成:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH2=_______。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,则NO2的平衡转化率是_______。
(3)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,其化合物,有着广泛的用途。
①AsH3的稳定性比NH3的稳定性_______(填“强’’或“弱’’)。用原子结构解释原因_______。
②常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_______。
③298K时,将20mL3xmol•L-1Na3AsO3、20mL3xmol•L-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43﹣)与反应时间(t)的关系如图所示。若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为_______。
 
【答案】    (1). BCD    (2). 5CH3OH+6NO3-N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O    (3). —41.8kJ/mol    (4). 75%    (5). 弱    (6). N和As位于同一主族,As的电子层数比N的多,原子半径As比N的大,得电子能力As比N弱,非金属性As比N弱,氢化物AsH3的稳定性比NH3弱    (7). 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S    (8).
【解析】
【详解】(1)①A.氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子,N的化合价升高,被氧化,所以N2作还原剂,故A错误;
B.NH3转化成HNO2,增加了O元素,则NH3被氧气氧化,所以在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与,故B正确;
C.反硝化过程,生成氮气,向大气提供氮气,即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成影响,故C正确;
D.氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子,即有机物转化为无机物,同化、氨化过程中,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化,故D正确;
故选BCD。
②反硝化过程中,CH3OH可作为反应的还原剂,1mol还原剂失去6mol电子。CH3OH与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水,反应的离子方程式为:5CH3OH+6NO3-N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O,故答案为:5CH3OH+6NO3-N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O;
(2)①Ⅰ.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1
Ⅱ.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-113kJ·mol-1
盖斯定律计算(Ⅰ-Ⅱ)× 得到NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH2=-41.8 kJ·mol-1,故答案为:-41.8 kJ·mol-1;
②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1:3,结合三行计算列式得到,设消耗NO2的物质的量为x:
 
NO2和NO的浓度之比为1:3,物质的量之比=1:3,(1-x):x=1:3,x=0.75mol,NO2的平衡转化率=×100%=75%,
故答案为:75%;
(3)①非金属性:N>As,AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱,用原子结构解释原因:N和As位于同一主族,As的电子层数比N的多,原子半径As比N的大,得电子能力As比N弱,非金属性As比N弱,氢化物AsH3的稳定性比NH3弱;
②常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫,结合电子转移配平得方程式为:2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S;
故答案为:2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S;
③列三段式如下:
 
根据平衡常数表达式K= ==,故答案为:
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