Question

（Ⅰ）如图是工业生产硝酸铵的流程．

（1）吸收塔C中通入空气的目的是

 

．A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是

 

（填字母）．
（2）已知：
4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ/mol
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式：

 

．
（Ⅱ）某合作小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快．该小组通过实验探究其原因．
（3）该反应的离子方程式为

 

．
（4）提出合理假设．该实验中反应速率明显加快的原因可能是

 

．
A．反应放热导致温度升高           B．压强增大
C．生成物有催化作用               D．反应物接触面积增大
（5）初步探究．测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：

时间/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
温度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

结合实验目的和表中数据，你得出的结论是

 

．
（6）进一步探究．查阅文献了解到化学反应的产物（含中间产物）可能对反应有催化作用，请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整：

实验 编号	铜片 质量/g	0.1mol?L-1的 硝酸体积/mL	硝酸铜 晶体/g	亚硝酸钠 晶体/g	实验目的
①	5	20			实验①和②探究   的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响．
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（Ⅰ）本题涉及的化学反应有：N₂+3H₂?2NH₃ 、4NH₃+5O₂

催化剂  .

△

4NO+6H₂O、2NO+O₂═2NO₂ 、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO、4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃ 、NH₃+HNO₃═NH₄NO₃，（1）吸收塔中涉及的反应有：2NO+O₂═2NO₂；3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃；为使NO充分氧化而生成硝酸，应通入过量空气；根据反应中各物质的组成元素的化合价发生变化为氧化还原反应；
（2）利用盖斯定律可求知反应热；
（Ⅱ）（3）金属铜可以和硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮、水，
（4）本题提供的实验情景是具体的，除了将铜片放入稀硝酸不再有其他操作，故接触面积是不需要列入合理假设的，由于反应物是固液体系，故压强也是不需要列入合理假设的．剩下的因素中，温度要成为影响因素的前提是反应过程中体系温度升高，当然还有催化剂的影响；
（5）验证温度对速率的影响，获得实验数据后可以获得一系列结论，如果把它放在整个实验探究中去理解可知最重要的结论是反应液温度上升不是反应速率明显加快的主要原因．
（6）当探究进入到产物催化作用的研究，还是要从合理假设开始，从离子方程式看，新增的物质只有铜离子，故铜离子的影响应列入合理假设（体系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不应列入合理假设；NO不溶于水立即逸出也不应列入合理假设），另一种中间产物亚硝酸根的影响是试题提示的，然后才是针对每一个具体的探究目的设计对比实验．由于探究是不是这种新增物质导致反应速率加快，因此对比的重点是有和无，而不是含量的多少，故作为对照的实验①除了铜片和稀硝酸不应该再引入其他物质．

解答： 解：（I）（1）吸收塔C中通入空气的目的是使提供O₂氧化NO；A、B、C、D四个容器中的反应：
A：N₂+3H₂?2NH₃；
B：4NH₃+5O₂

催化剂  .

△

4NO+6H₂O；
C：2NO+O₂═2NO₂；3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
D：NH₃+HNO₃═NH₄NO₃；
其中ABC属于氧化还原反应；
故答案为：提供O₂氧化NO；ABC；
（2）已知：①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ/mol，
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，
利用盖斯定律①-2×②可得：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8KJ/mol；
故答案为：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8KJ/mol；
（II）（3）金属铜可以和硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮、水，离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）除了将铜片放入稀硝酸不再有其他操作，故接触面积是不需要列入合理假设的，由于反应物是固液体系，故压强也是不需要列入合理假设的．剩下的因素中，温度要成为影响因素的前提是反应过程中体系温度升高，当然还有催化剂的影响，故选AC；
（5）由表中数据可知，随着反应的进行，反应速率明显加快，但温度变化不大，所以温度不是反应速率明显加快的主要原因；
故答案为：温度不是反应速率明显加快的主要原因；
（6）探究进入到产物催化作用的研究，还是要从合理假设开始，从离子方程式看，新增的物质只有铜离子，故铜离子的影响应列入合理假设（体系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不应列入合理假设；NO不溶于水立即逸出也不应列入合理假设），另一种中间产物亚硝酸根的影响是试题提示的，然后才是针对每一个具体的探究目的设计对比实验．由于探究是不是这种新增物质导致反应速率加快，因此对比的重点是有和无，而不是含量的多少，故作为对照的实验①除了铜片和稀硝酸不应该再引入其他物质，如答案为：

实验编号	铜片 质量/g	0.1mol?L-1的 硝酸体积/mL	硝酸铜 晶体/g	亚硝酸钠 晶体/g	实验目的
①	5	20	0	0	实验①和②探究    Cu2+的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响．
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

点评：本题主要考查了工业生产硝酸铵、硝酸与铜反应的探究，解答实验探究时要注意尽可能的把题中的能够影响化学反应的因素找出，然后再利用控制变量法来进行判断，最后得出答案，难度较大．