Question

NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3，如下圖所示。

（1）I中，NH3 和O2在催化劑作用下反應(yīng)，其化學(xué)方程式是_____________________。

（2）II中，2NO（g）+O22NO2(g)。在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強（P1、P2）下溫度變化的曲線（如右圖）。

①比較P1、P2的大小關(guān)系：________________。

②隨溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是________________。

（3）III中，降低溫度，將NO2（g）轉(zhuǎn)化為N2O4（l），再制備濃硝酸。

①已知：2NO2（g） N2O4（g）△H1

2NO2（g） N2O4（l）△H2

下列能量變化示意圖中，正確的是（選填字母）_______________。

②N2O4與O2、H2O化合的化學(xué)方程式是_________________。

（4）IV中，電解NO制備 NH4NO3，其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充物質(zhì)A，A是_____________，說明理由：________________。

 

 

Answer 1

（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O；

（2）①P1＜P2；

②減��；

（3）①A；

②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3；

（4）氨氣；根據(jù)反應(yīng)8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多

【解析】

試題分析：（1）氨氣和氧氣在催化劑作用下發(fā)氧化還原反應(yīng)，生成NO和水，化學(xué)方程為4NH3+5O2 4NO+6H2O；

（2）①該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，即壓強越高，NO的平衡轉(zhuǎn)化率越大，根據(jù)圖示知，相同溫度下，壓強P1時NO的轉(zhuǎn)化率＜P2時NO的轉(zhuǎn)化率，故P1＜P2；

②其他條件不變時，升高溫度，平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動，又根據(jù)圖示知，相同壓強下，隨著溫度的升高，NO的轉(zhuǎn)化率降低，即升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故逆反應(yīng)方向為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，則隨著溫度的升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小；

（3）①

2NO2（g） N2O4（g）△H1 ①

2NO2（g） N2O4（l）△H2 ②

根據(jù)蓋斯定律：①-②得

N2O4（g） N2O4（l） △H3=△H1-△H2，一般來說，物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，放出熱量，即△H3=△H1-△H2＜0，即△H1＞△H2，由降低溫度，將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即0＞△H1＞△H2，即反應(yīng)物2NO2（g）的總能量大于生成物N2O4（g）和N2O4（l）的總能量，且前者放出的熱量小，故答案為A；

②N2O4與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，化學(xué)方程式為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3；

（4）電解NO制備硝酸銨，陽極反應(yīng)為：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應(yīng)為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，從兩極反應(yīng)可看出若要使電子得失守恒，陽極產(chǎn)生的NO3-的量大于陰極產(chǎn)生的NH4+的量，總反應(yīng)為8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，故應(yīng)補充適量的氨氣。

考點：本題考查氨的催化氧化反應(yīng)、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、電解知識等內(nèi)容。