题目内容

NH3经一系列反应可以得到HNO3,如下图所示。

(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)+O22NO2(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(如右图)。

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)III中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:2NO2(g) N2O4(g)△H1       
2NO2(g) N2O4(l)△H2      
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)_______________。

②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是_________________。
(4)IV中,电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如右图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是_____________,说明理由:________________。
(1)4NH3+5O24NO+6H2O;
(2)①P1<P2
②减小;
(3)①A;
②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
(4)氨气;根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3

试题分析:(1)氨气和氧气在催化剂作用下发氧化还原反应,生成NO和水,化学方程为4NH3+5O24NO+6H2O;
(2)①该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,其他条件不变时,增大压强,平衡向气体物质的量减小的方向移动,即向正反应方向移动,即压强越高,NO的平衡转化率越大,根据图示知,相同温度下,压强P1时NO的转化率<P2时NO的转化率,故P1<P2
②其他条件不变时,升高温度,平衡向着吸热反应方向移动,又根据图示知,相同压强下,随着温度的升高,NO的转化率降低,即升高温度,平衡向逆反应方向移动,故逆反应方向为吸热反应,则正反应方向是放热反应,则随着温度的升高,该反应的平衡常数减小;
(3)①  
2NO2(g) N2O4(g)△H1       
2NO2(g) N2O4(l)△H2      ②
根据盖斯定律:①-②得
N2O4(g) N2O4(l) △H3=△H1-△H2,一般来说,物质由气态变为液态,放出热量,即△H3=△H1-△H2<0,即△H1>△H2,由降低温度,将NO2转化为N2O4,可知该反应为放热反应,即0>△H1>△H2,即反应物2NO2(g)的总能量大于生成物N2O4(g)和N2O4(l)的总能量,且前者放出的热量小,故答案为A;
②N2O4与氧气、水反应生成硝酸,化学方程式为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
(4)电解NO制备硝酸铵,阳极反应为:NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,阴极反应为:NO+5e-+6H+=NH4++H2O,从两极反应可看出若要使电子得失守恒,阳极产生的NO3-的量大于阴极产生的NH4+的量,总反应为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,故应补充适量的氨气。
练习册系列答案
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固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:Mg(NO3)2、NO2、O2  乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2    丁:MgO、NO2、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是_____________。
查阅资料得知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

(2)实验过程
①取器连接后,放人固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E 中有气泡连续放出,表明________
②称取Mg(NO3)2固体3 .79 g置于A中,加热前通人N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。
④待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1 . 0g
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(3)实验结果分析讨论
① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。
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