Question

【题目】实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸．

（1）B中试剂为 ， NaOH溶液的作用是 ．
（2）用过氧化钠与水反应制备氧气的化学方程式为 ．
（3）实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上．下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是 ．
A.
B.
C.
D.
（4）已知2NO2（g）2NO（g）+O2（g）△H
NO2（g） N（g）+2O（g）
NO（g） N（g）+O（g）
O2（g） 2O（g）
①计算反应的△H= ．
②请解释高温下，氨气与氧气反应难以生成NO2的原因 ．
（5）控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键．
①当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟．请用化学方程式表示白烟产生的原因 ．
②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n（NH3）：n（O2）的最佳比例为 ．

Answer 1

【答案】
（1）水；吸收尾气
（2）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（3）A
（4）+113kJ/mol；2NO2（g）?2NO（g）+O2（g）△H＞0，升高温度，平衡正向移动，有利于NO2的分解，因此难以生成NO2
（5）2NO+O2=2NO2 ， 3NO2+H2O=2HNO3+NO，NH3+HNO3=NH4NO3；1：2
【解析】解：（1.）装置B中二氧化氮与水反应生成硝酸，用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物，防止污染空气，所以答案是：水；吸收尾气；
（2.）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑所以答案是：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；
（3.）反应为放热反应，放出大量的热，反应物的总能量比生成物的总能量高，700℃时水是气体，所以答案是：A；
（4.）①△H=反应物的键能和﹣生成物的键能和=931kJ/mol×2﹣628kJ/mol×2﹣493kJ/mol=+113kJ/mol，所以答案是：+113kJ/mol；②二氧化氮分解是吸热反应，升高温度，有利于分解，所以答案是：2NO2（g）2NO（g）+O2（g）△H＞0，升高温度，平衡正向移动，有利于NO2的分解，因此难以生成NO2；
（5.）①一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，氨气和硝酸能反应生成硝酸铵，化学方程式：2NO+O2=2NO2 ， 3NO2+H2O=2HNO3+NO，NH3+HNO3=NH4NO3所以答案是：2NO+O2=2NO2 ， 3NO2+H2O=2HNO3+NO，NH3+HNO3=NH4NO3；②由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，则原料氨气和氧气物质的量的投料比为1：2，所以答案是：1：2．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热．