Question

【題目】NH3經(jīng)一系列反應可以得到HNO3和NH4NO3，如下圖所示。

（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(g)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)下隨溫度變化的曲線(如圖)。

①比較p1、p2的大小關系：p1________p2（填“<”，“>”或“=”）

②隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是________（填“增大”，“減小”或“不變”）。

（3）Ⅲ中，降低溫度，將NO2(g)轉化為N2O4(l)，再制備濃硝酸。

①已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH12NO2(g)N2O4(l) ΔH2

下列能量變化示意圖中，正確的是(選填字母)________。

②N2O4與O2、H2O化合的化學方程式是____________________。

（4）Ⅳ中，電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉化為NH4NO3，需補充A。A是______，說明理由：__________________________。

Answer 1

【答案】（1）4NH3＋5O24NO＋6H2O

（2）①＜ ②減小

（3）①A ②2N2O4＋O2＋2H2O="==" 4HNO3

（4）NH3根據(jù)反應：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，生成NO和水，化學方程為4NH3+5O24NO+6H2O；

（2）①該反應的正反應為氣體物質的量減小的反應，其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體物質的量減小的方向移動，即向正反應方向移動，即壓強越高，NO的平衡轉化率越大，根據(jù)圖示知，相同溫度下，壓強P1時NO的轉化率＜P2時NO的轉化率，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的轉化率降低，即升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故逆反應方向為吸熱反應，則正反應方向是放熱反應，則隨著溫度的升高，該反應的平衡常數(shù)減小；

（3）①

2NO2(g)N2O4(g) ΔH1①

2NO2(g)N2O4(l) ΔH2 ② 根據(jù)蓋斯定律：①-②得

N2O4（g）N2O4（l） △H3=△H1-△H2，一般來說，物質由氣態(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轉化為N2O4，可知該反應為放熱反應，即0＞△H1＞△H2，即反應物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、水反應生成硝酸，化學方程式為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3；

（4）電解NO制備硝酸銨，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，總反應為8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，故應補充適量的氨氣。