题目内容
在常温常压下，把a mol的NH3和O2的混合气充入密闭容器中，在催化剂存在下加热，使其充分反应，然后恢复到原来的温度和压强．
（1）写出容器内NH3被氧化和形成HNO3的化学方程式．
（2）若原混合气中O2的体积分数为x，最后在容器中生成的HNO3为ymol．
请填写下表．
（3）在坐标图上画出y=f（x）的关系曲线．
（1）写出容器内NH3被氧化和形成HNO3的化学方程式．
（2）若原混合气中O2的体积分数为x，最后在容器中生成的HNO3为ymol．
请填写下表．
| x的取值范围 | 用x表示的y值表示式 |
分析：（1）氨气在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮和水，一氧化氮不稳定能和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮易和水反应生成硝酸和一氧化氮，据此写出相应的反应方程式；
（2）根据氨气和氧气及一氧化氮和氧气的反应方程式进行分段讨论；
（6）根据横坐标和纵坐标之间的关系画出坐标图；
（2）根据氨气和氧气及一氧化氮和氧气的反应方程式进行分段讨论；
（6）根据横坐标和纵坐标之间的关系画出坐标图；
解答：解：（1）氨气在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮和水4NH3+5O2
4NO+6H2O；一氧化氮不稳定能和氧气反应生成二氧化氮2NO+O2=2NO2；二氧化氮易和水反应生成硝酸和一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO．
故答案为：4NH3+5O2
4NO+6H2O； 2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO．
（2）氧气参加的反应有：4NH3+5O2
4NO+6H2O； 4NO+3O2+2H2O=4HNO3，所以分三段计算；
①当氨气过量氧气不足量或氨气和氧气恰好反应时，根据方程式4NH3+5O2
4NO+6H2O知，当0＜x≤
时，没有硝酸生成，所以y=0．
故答案为：0＜x≤
，y=0．
②当氨气完全反应，氧气过量，过量的氧气恰好与一氧化氮反应时，x的取值范围为
＜x≤
时，生成的硝酸的量为：
4NH3+5O2
4NO+6H2O；
4 5
a（1-x）
所以与氨气反应消耗氧气的量为
mol，剩余氧气的量为
mol，根据剩余氧气的量计算硝酸的物质的量，
4 NO+3 O2+2H2O=4 HNO3，
3 4
mol ymol
所以y=（3x-
）a
故答案为：
＜x≤
，y=（3x-
）a．
③当氧气与一氧化氮反应也过量时，即
＜x≤1时，生成硝酸的物质的量为ymol，
4NH3+5O2
6H2O+4NO；
4 4
a（1-x）mol a（1-x） mol
生成一氧化氮的物质的量为a（1-x） mol，氧气剩余，所以以一氧化氮的物质的量计算生成硝酸的量．
4 NO+3 O2+2H2O=4 HNO3
4 4
a（1-x） mol ymol
y=a（1-x）
故答案为：
＜x≤1，y=a（1-x）．
（3）当0＜x≤
，y=0
当
＜x≤
，y=（3x-
）a．
当
＜x≤1，y=a（1-x）．
故答案图象如图
：
| Pt |
| 800℃ |
故答案为：4NH3+5O2
| Pt |
| 800℃ |
（2）氧气参加的反应有：4NH3+5O2
| Pt |
| 800℃ |
①当氨气过量氧气不足量或氨气和氧气恰好反应时，根据方程式4NH3+5O2
| Pt |
| 800℃ |
| 5 |
| 9 |
故答案为：0＜x≤
| 5 |
| 9 |
②当氨气完全反应，氧气过量，过量的氧气恰好与一氧化氮反应时，x的取值范围为
| 5 |
| 9 |
| 2 |
| 3 |
4NH3+5O2
| Pt |
| 800℃ |
4 5
a（1-x）
| 5a(1-x) |
| 4 |
所以与氨气反应消耗氧气的量为
| 5a(1-x) |
| 4 |
| a(9x-5) |
| 4 |
4 NO+3 O2+2H2O=4 HNO3，
3 4
| a(9x-5) |
| 4 |
所以y=（3x-
| 5 |
| 3 |
故答案为：
| 5 |
| 9 |
| 2 |
| 3 |
| 5 |
| 3 |
③当氧气与一氧化氮反应也过量时，即
| 2 |
| 3 |
4NH3+5O2
| Pt |
| 800℃ |
4 4
a（1-x）mol a（1-x） mol
生成一氧化氮的物质的量为a（1-x） mol，氧气剩余，所以以一氧化氮的物质的量计算生成硝酸的量．
4 NO+3 O2+2H2O=4 HNO3
4 4
a（1-x） mol ymol
y=a（1-x）
故答案为：
| 2 |
| 3 |
| x的取值范围 | 用x表示的y值表达式 | ||||||
0＜x≤
|
y=0 | ||||||
|
y=（3x-
| ||||||
|
y=（1-x）a |
| 5 |
| 9 |
当
| 5 |
| 9 |
| 2 |
| 3 |
| 5 |
| 3 |
当
| 2 |
| 3 |
故答案图象如图
：点评：本题以氨气的化学性质为载体考查了有关范围讨论题的计算，难度较大，临界值的准确确定是解本题的关键．
练习册系列答案
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请填写下表．
| x的取值范围 | 用x表示的y值表示式 |