Question

NH₃經一系列反應可以得到HNO₃，如圖1所示．
（1）Ⅰ中，NH₃ 和O₂在催化劑作用下反應，其化學方程式是

 

．
（2）Ⅱ中，2NO（g）+O₂═2NO₂（g）．在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強（P₁、P₂）下溫度變化的曲線（如圖2）．
①比較P₁、P₂的大小關系：

 

．
②隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是

 

．
③△H

 

0
（3）Ⅰ中生成NO 在汽車尾氣中可以產生．①已知氣缸中生成NO的反應為：
N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0；汽車啟動后，氣缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是

 

．
②汽車燃油不完全燃燒時產生CO，有人設想按下列反應除去CO：
2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知該反應的△H＞0，簡述該設想能否實現(xiàn)的依據(jù)

 

．
（4）Ⅲ中，將NO₂（g）轉化為N₂O₄（l），再制備濃硝酸．
①已知：2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H；當溫度升高時，氣體顏色變深，則反應為

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應．
②一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變?yōu)椤鱄．現(xiàn)將1molN₂O₄充入一恒容密閉容器中，下列圖3示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是

 

．

（5）Ⅳ中，電解NO制備 NH₄NO₃，其工作原理如圖4所示，為使電解產物全部轉化為NH₄NO₃，需補充物質A，A是

 

，陰極的電極反應

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷,電解原理,氨的化學性質

專題：

分析：（1）氨氣與氧氣在催化劑加熱的條件下生成NO與水；
（2）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向體積減小的反應，根據(jù)壓強對平衡的影響分析；
②根據(jù)圖象2判斷該反應正方向是放熱還是吸熱，再判斷K隨溫度的變化；
③根據(jù)圖象2判斷該反應正方向是放熱還是吸熱；
（3）①依據(jù)化學平衡時氣體體積不變的吸熱反應，依據(jù)影響化學平衡的因素分析；
②根據(jù)G=△H-T?△S判斷反應能否自發(fā)進行；
（4）①升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；
②根據(jù)達到平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應速率相等進行判斷；
（5）根據(jù)電解NO制備NH₄NO₃的反應方程式分析判斷；
電解NO制備NH₄NO₃，陽極反應為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O．

解答： 解：（1）氨氣與氧氣在催化劑加熱的條件下生成NO與水，反應方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（2）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向體積減小的反應，增大壓強平衡正移，則NO的轉化率會增大，由圖可知P₂時NO的轉化率大，則P₂時壓強大，即P₁＜P₂，故答案為：P₁＜P₂；
②由圖象2可知，隨著溫度的升高，NO的轉化率減小，說明升高溫度平衡逆移，則該反應正方向是放熱反應，所以升高溫度平衡常數(shù)K變小，故答案為：變��；
③由圖象2可知，隨著溫度的升高，NO的轉化率減小，說明升高溫度平衡逆移，則該反應正方向是放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；
（3）①氣缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是溫度升高，反應速率加快，平衡右移，NO產量增加，故答案為：升高溫度，平衡正移NO產量增加；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g），該反應是焓增、熵減的反應．根據(jù)G=△H-T?△S，△H＞0，△S＜0，△H-T△S＞0，G＞0，不能實現(xiàn)，
故答案為：△H＞0，△S＜0，△H-T△S＞0，G＞0，該反應在任何條件下都不能發(fā)生；
（4）①升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，當溫度升高時，氣體顏色變深，平衡向正反應方向移動，所以正反應是放熱反應，故答案為：放熱；
②a、反應方程式兩邊氣體的質量不相等，密度不變，說明達到了平衡狀態(tài)，故a正確；
b、反應過程中，反應熱不會變化，不是變量，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c、根據(jù)反應速率大小，無法判斷正逆反應速率是否相等，故c錯誤；
d、四氧化二氮的轉化率不變，說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：ad；
（5）電解NO制備NH₄NO₃，陽極反應為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，從兩極反應可看出，要使得失電子守恒，陽極產生的NO₃^-的物質的量大于陰極產生的NH₄⁺的物質的量，總反應方程式為：8NO+7H₂O

電解  .

3NH₄NO₃+2HNO₃，因此若要使電解產物全部轉化為NH₄NO₃，需補充NH₃，
故答案為：NH₃；NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O．

點評：本題以氨氣為載體考查了氧化還原反應、電解原理、化學平衡等知識點，綜合性較強，采用“定一議二”的方法分析（2）題，正確書寫電極反應式是解（5）題關鍵，難度中等．