Question

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃，如图1所示．
（1）Ⅰ中，NH₃ 和O₂在催化剂作用下反应，其化学方程式是

 

．
（2）Ⅱ中，2NO（g）+O₂═2NO₂（g）．在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下温度变化的曲线（如图2）．
①比较P₁、P₂的大小关系：

 

．
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是

 

．
③△H

 

0
（3）Ⅰ中生成NO 在汽车尾气中可以产生．①已知气缸中生成NO的反应为：
N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是

 

．
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知该反应的△H＞0，简述该设想能否实现的依据

 

．
（4）Ⅲ中，将NO₂（g）转化为N₂O₄（l），再制备浓硝酸．
①已知：2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H；当温度升高时，气体颜色变深，则反应为

 

（填“吸热”或“放热”）反应．
②一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为△H．现将1molN₂O₄充入一恒容密闭容器中，下列图3示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是

 

．

（5）Ⅳ中，电解NO制备 NH₄NO₃，其工作原理如图4所示，为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充物质A，A是

 

，阴极的电极反应

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,电解原理,氨的化学性质

专题：

分析：（1）氨气与氧气在催化剂加热的条件下生成NO与水；
（2）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向体积减小的反应，根据压强对平衡的影响分析；
②根据图象2判断该反应正方向是放热还是吸热，再判断K随温度的变化；
③根据图象2判断该反应正方向是放热还是吸热；
（3）①依据化学平衡时气体体积不变的吸热反应，依据影响化学平衡的因素分析；
②根据G=△H-T?△S判断反应能否自发进行；
（4）①升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
②根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行判断；
（5）根据电解NO制备NH₄NO₃的反应方程式分析判断；
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．

解答： 解：（1）氨气与氧气在催化剂加热的条件下生成NO与水，反应方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（2）①已知2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知P₂时NO的转化率大，则P₂时压强大，即P₁＜P₂，故答案为：P₁＜P₂；
②由图象2可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡逆移，则该反应正方向是放热反应，所以升高温度平衡常数K变小，故答案为：变小；
③由图象2可知，随着温度的升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡逆移，则该反应正方向是放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
（3）①气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是温度升高，反应速率加快，平衡右移，NO产量增加，故答案为：升高温度，平衡正移NO产量增加；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g），该反应是焓增、熵减的反应．根据G=△H-T?△S，△H＞0，△S＜0，△H-T△S＞0，G＞0，不能实现，
故答案为：△H＞0，△S＜0，△H-T△S＞0，G＞0，该反应在任何条件下都不能发生；
（4）①升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，当温度升高时，气体颜色变深，平衡向正反应方向移动，所以正反应是放热反应，故答案为：放热；
②a、反应方程式两边气体的质量不相等，密度不变，说明达到了平衡状态，故a正确；
b、反应过程中，反应热不会变化，不是变量，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；
c、根据反应速率大小，无法判断正逆反应速率是否相等，故c错误；
d、四氧化二氮的转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故d正确；
故答案为：ad；
（5）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

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；NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O．

点评：本题以氨气为载体考查了氧化还原反应、电解原理、化学平衡等知识点，综合性较强，采用“定一议二”的方法分析（2）题，正确书写电极反应式是解（5）题关键，难度中等．