Question

（I）下图是工业生产硝酸铵的流程。

（1）吸收塔C中通入空气的目的是                           。A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是         （填字母）。
（2）已知：4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) +6H₂O(g)    △H =－1266.8kJ/mol
N₂(g) + O₂(g) = 2NO(g)     △H =" +180.5" kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式：                                                          
（II）某合作小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。
（3）该反应的离子方程式为___________________________________________________。
（4）提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。
A．反应放热导致温度升高           B．压强增大
C．生成物有催化作用              D．反应物接触面积增大
（5）初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：

时间/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
温度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

 
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是__________________________________。
（6）进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物（含中间产物）可能对反应有催化作用，请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整：

实验 编号	铜片 质量/g	0.1mol·L-1的 硝酸体积/mL	硝酸铜 晶体/g	亚硝酸钠 晶体/g	实验目的
①	5	20	_______	_______	实验①和②探究_________的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响。
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

 

Answer 1

（I）（1）使NO全部转化成HNO₃ （或提供O₂氧化NO）（2分）； ABC（2分）（少1个扣1分，多1个没有分）
（2）4NH₃（g）+5O₂（g）4NO（g）+6H₂O（g）  △H=－905.8kJ/mol（3分）
（II）（3）3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O （3分）
（4）AC（2分）
（5）温度不是反应速率明显加快的主要原因。（2分）
（6）（2分）

实验编号	铜片 质量/g	0.1mol·L-1的 硝酸体积/mL	硝酸铜 晶体/g	亚硝酸钠 晶体/g	实验目的
①	5	20	0	0	实验①和②探究    Cu2＋ 的影响；实验①和③探究亚硝酸根的影响。
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

 

试题分析:（1）在整个生产流程中，第一次通入空气为了提高氨气的转化率，第二次是为了提高一氧化氮生成硝酸的转化率；整个流程中涉及的反应方程式有：①N₂+3H₂?2NH₃②4NH₃+5O₂ =4NO+6H₂O③2NO+O₂═2NO₂④3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
⑤4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃⑥NH₃+HNO₃═NH₄NO₃，其中①②③④⑤属于氧化还原反应，即ABC属于氧化还原反应。
（2）氨高温催化氧化的热化学方程式可由①+2×②可得4NH₃（g）+5O₂（g）＝ 4NO（g）+6H₂O（g），所以△H=－1266.8kJ/mol+2×180.5 kJ/mol=－905.8kJ/mol
（3）铜与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－ ＝ 3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O 
（4）影响化学反应速率的因素有压强、浓度、温度、催化剂、接触面积等，但是在铜与稀硝酸的反应中，压强不影响，硝酸的浓度随反应进行减小，铜的接触面积也减小，因此浓度、接触面积都不会加快反应速率；但是金属与酸的反应是放热反应，所以有可能是温度升高加快了反应速率，也有可能是生成物具有催化作用，生成的物质作催化剂加快了反应，故选AC。
（5）从表格中数据可知反应的80min中温度升高不多，因此温度对反应速率影响不大，不是主要因素。
（6）排除了温度因素后，探究生成物对反应的催化作用，所以生成物中或中间产物中可能有催化作用的是Cu^2＋ 和亚硝酸根，所以控制变量进行探究，实验①和②探究Cu^2＋的影响，实验①和③探究亚硝酸根的影响。