Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．请回答下列问题：
（1）如图1是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图（图中涉及物质均为气态），请写出NO₂和CO反应的热化学方程式

NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）；△H=-234kJ?mol^-1

．
（2）在0.5L的密闭容器中，充入一定量的氮气和氢气进行反应，三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图2所示．则Y是

H₂

，2min内N₂的反应速率υ（N₂）=

0.1mol?L^-1?min^-1

．

（3）硝酸工业在国民经济、国防工业和航天事业中占有重要地位．随着化学纤维、近代有机合成、火箭、导弹等工业的迅速发展，需要使用大量的硝酸．
①工业生产中用铂系金属作为催化剂，用氨氧化法制取硝酸．第一步反应为氨在催化剂作用下与氧气发生反应生成NO，写出反应化学方程式

4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O

．
②铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将方程式表示为：Cu+HNO₃→Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+H₂O （方程式未配平）．反应中还原产物是

NO和NO₂

，0.6mol Cu被硝酸完全溶解后，如果得到的NO和NO₂物质的量相同，则得到标准状况下气体体积为

13.44

L．

Answer 1

分析：（1）先求出此反应的焓变，根据热化学方程式的书写规则再写出热化学方程式；
（2）根据氮气和氢气的反应之比，可知Y为氢气；根据化学反应速率计算公式分析；
（3）制备硝酸的第一步反应是氨的催化氧化生成一氧化氮和水；根据化合价分析还原产物；根据电子守恒求出气体的体积．

解答：解：（1）该反应的焓变△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（2）根据氮气和氢气的反应之比，可知Y为氢气；2min内N₂的反应速率υ（N₂）=

△c

△t

=

0.1mol

0.5L×2min

=0.1mol?L^-1?min^-1；故答案为：H₂、0.1mol?L^-1?min^-1；
（3）制备硝酸的第一步反应是氨的催化氧化生成一氧化氮和水，即4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；硝酸中的氮元素化合价降低，故NO、NO₂为还原产物；如果得到的NO和NO₂物质的量相同，假设均为1mol，则氮元素的电子数为4．所以一参加反应的铜的物质的量为2mol，0.6mol Cu被硝酸完全溶解后，会生成0.3mol的一氧化氮和0.3mol二氧化氮，则得到标准状况下气体体积为22.4L/mol×0.6mol=13.44L；故答案为：①4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，②NO和NO₂、13.44．

点评：本题考查热化学方程式的书写，根据反应物和生成物总能量的大小求出反应热．