Question

某化学课外小组模拟工业生产制取HNO₃，设计下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球．
请回答下列问题：
（1）写出装置A中主要反应的化学方程式______．
（2）检查装置A的气密性：先将A中导管下端浸入水中，再______．
（3）已知1molNO₂与液态水反应生成HNO₃溶液和NO气体放出热量45.5kJ，写出该反应的热化学方程式______，该反应是一个可逆反应，欲要提高NO₂的转化率，可采取的措施是______
A．升高温度　　　B．降低温度　　　　C．增大压强　　　 D．减小压强
（4）实验结束后，关闭止水夹b、c，将装置D浸入冰水中，现象是______．
（5）装置C中浓H₂SO₄的作用是______．
（6）请你帮助该化学小组设计实验室制取NH₃的另一方案______（用化学反应方程式表示）．

Answer 1

解：（1）装置为实验室制氨气的实验装置，目的是制取氨气，所以化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）气密性检查是：将A中导管下端浸入水中，用双手紧握大试管底部，导管口有气泡产生，双手离开，导管产生一段水拄，说明装置A不漏气；
故答案为：用双手紧握大试管底部，导管口有气泡产生，双手离开，导管产生一段水拄，说明装置A不漏气；
（3）1molNO₂与液态水反应生成HNO₃溶液和NO气体放出热量45.5kJ，热化学方程式为3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-136.5kJ?mol^-1，两种反应物，需加入一种物质的量来提高另一种物质的转化率，改变温度会改变平衡，对有气体参加的反应，改变压器平衡移动； 采取的措施：因反应是放热反应，所以降低温度平衡右移，二氧化氮转化率提高；反应前后气体体积减少，所以增大压强平衡右移，二氧化氮转化率提高；所以选BC；
故答案为：3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-136.5kJ?mol^-1；BC；
（4）制得的二氧化氮气体会转化为四氧化二氮，形成化学平衡 2NO₂?N₂O₄，正向是放热反应，二氧化氮气体是红棕色，四氧化二氮是无色气体，所以放入冰中温度降低，平衡右移，混合气体颜色变浅；故答案为：颜色变浅；
（5）浓硫酸具有吸水性，可以干燥与之不反应的气体，同时吸收过量的氨气；故答案为：干燥气体，吸收多余的NH₃；
（6）利用浓氨水分解制取氨气，或把浓氨水滴入固体氢氧化钠，发生反应为NH₃?H₂O NH₃↑+H₂O；
故答案为：NH₃?H₂O NH₃↑+H₂O；
分析：（1）根据实验装置图，结合反应过程可知，A装置是实验室制取氨气的装置，反应化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；
（2）检查装置A的气密性，设法使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段，简述出检查装置气密性的这个操作过程即可解答本题．
（3）1molNO₂与液态水反应生成HNO₃溶液和NO气体放出热量45.5kJ，书写热化学方程式注意标注物质聚集状态、配平化学方程式、给定条件下反应的焓变；欲提高NO₂的转化率，使平衡向右移动即可．
（4）实验结束后，关闭止水夹b、c，将装置D浸入冰水中，根据实验装置可知D装置中收集的是干燥的二氧化氮气体，存在平衡 2NO₂?N₂O₄，正向是放热反应，二氧化氮气体是红棕色，四氧化二氮是无色气体，所以放入冰中温度降低，平衡右移，混合气体颜色变浅；
（5）浓硫酸具有吸水性，可以干燥与之不反应的气体，同时吸收过量的氨气；
（6）可以利用浓氨水分解制取氨气；
点评：本题考查了实验室制氨气的原理和装置，装置气密性检查，催化氧化反应的条件，影响化学平衡的因素，同时考查了浓硫酸、氨气、二氧化氮、四氧化二氮等物质的性质应用．