Question

3．NH₂经一系列反应可以得到NNO₃和NH₄NO₂，如同1所示．

（1）在恒容密闭容器中通入NO₂并发生反应2NO₂（g）?N₂O₄（g）．温度T₁、T₂下，NO₂的物质的量浓度c（NO₂）随时间变化的曲线如图2所示
①T₂下，在0-t₁min内，v（N₂O₄）═$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol/（L•min）
②M点的正反应速率v_正大于N点的逆反应速率v_逆（填“大于”“小于”或“等于”）
③M点时，在加入一个定量NO₂，平衡后NO₂的转化率变大（填“大于”“小于”或“等于”）
（2）Ⅲ中，将NO₂（g）转化为N₂O₄（l），在制备浓硝酸．N₂O₄与O₂、H₂O化合的化学方程式是2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃（填一个）
（3）Ⅳ中，电解NO制备NH₄NO₂，其工作原理如图3所示，为使电解产物全部转化为NH₄NO₂，需补充物质A，A是NH₃，说明理由：根据得失电子守恒，阳极产生的NO₃^-的物质的量大于阴极产生的NH₄⁺的物质的量，所以需补充NH₃．

Answer 1

分析 （1）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率，在0-t₁min内，NO₂的物质的量浓度变化了（a-b）mol/L，2NO₂（g）?N₂O₄（g），则N₂O₄的物质的量浓度变化了$\frac{a-b}{2}$mol/L；
②温度越高，反应速率越大，温度T₁先到达平衡点，温度T₁＞T₂，根据在温度T₁、T₂下，M点表示平衡状态v_正=v_逆，N点表示未达平衡状态，平衡正向进行v_正＞v_逆分析；
③在恒容密闭容器中，M点表示平衡状态，再加入一个定量NO₂，2NO₂（g）?N₂O₄（g），平衡向正反应方向进行，平衡后NO₂的转化率变大；
（2）N₂O₄与O₂、H₂O化合生成硝酸，根据得失电子守恒和原子守恒写出反应的方程式；
（3）根据电解NO制备NH₄NO₃的反应方程式分析判断，阳极反应为NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，阴极反应为：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O；

解答 解：（1）①由图可知，T₂下，在0-t₁min内，NO₂的物质的量浓度变化了（a-b）mol/L，则N₂O₄的物质的量浓度变化了$\frac{a-b}{2}$mol/L，故化学反应速率v（N₂O₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol/（L•min），
故答案为：$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol/（L•min）；
②由图可知，温度T₁先到达平衡点（先出现拐点），温度T₁＞T₂，所以在温度T₁、T₂下，到达平衡时v_1正＞v_2正，在温度T₁下，M点表示平衡状态v_1正=v_1逆，N点表示未达平衡状态，平衡正向进行v_2正＞v_2逆，所以M点的正反应速率v_正大于N点的逆反应速率v_逆，
故答案为：大于；
③在恒容密闭容器中，增大压强，平衡向体积缩小的方向移动，M点表示平衡状态，再加入一个定量NO₂，既增大了反应物的浓度，又增大了压强，平衡正向移动，相对原平衡二氧化氮转化率增大，
故答案为：变大；
（2）N₂O₄与O₂、H₂O化合生成硝酸，其反应的化学方程式为：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃，
故答案为：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（3）电解NO制备NH₄NO₃，阳极反应为NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，阴极反应为：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，从两极反应可看出，要使得失电子守恒，阳极产生的NO₃^-的物质的量大于阴极产生的NH₄⁺的物质的量，总反应方程式为：8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，因此若要使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充NH₃；
故答案为：NH₃；根据得失电子守恒，阳极产生的NO₃^-的物质的量大于阴极产生的NH₄⁺的物质的量，所以需补充NH₃．

点评 本题考查了化学反应速率的计算、影响平衡的因素、化学方程式书写、电解的应用等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生的综合运用能力，题目难度中等，注意基础知识的积累掌握．