Question

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃和NH₄NO₃，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)＋O₂(g) 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)下随温度变化的曲线(如图)。

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)　ΔH₁         2NO₂(g)N₂O₄(l)　ΔH₂

下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)________。

　

　　　A　　　　　　　　　B                   C

②N₂O₄与O₂、H₂O化合的化学方程式是________________________________________。

(4)Ⅳ中，电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充A。A是________，说明理由：________________________________________。

Answer 1

(1)4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O

(2)①p₁＜p₂　②减小

(3)①A　②2N₂O₄＋O₂＋2H₂O===4HNO₃

(4)NH₃　根据反应：8NO＋7H₂O3NH₄NO₃＋2HNO₃，电解产生的HNO₃多

[解析] (1)氨的催化氧化的反应方程式为

4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O。

(2)①由2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)可知该反应为气体体积减小的反应，温度相同，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，根据图示和坐标含义，判断p₁<p₂；②再看同一压强线，温度升高，NO的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小。

(3)①降低温度，NO₂(g)转变为N₂O₄(l)，则ΔH₂<0，反应物能量高于生成物能量，C错误； N₂O₄(g)转变为N₂O₄(l)需要放出热量，所以NO₂(g)转变为N₂O₄(g)比NO₂(g)转变为N₂O₄(l)放出的热量少，B错误，所以正确的图示为A；②N₂O₄、O₂和H₂O反应生成硝酸的反应方程式为2N₂O₄＋ O₂＋2H₂O===4HNO₃。

(4)根据工作原理装置图，可以确定阳极为NO失去电子转变为NO，阴极NO转变为NH，根据电极反应书写电极反应式为：

阳极：NO－3e^－＋2H₂O===NO＋4H^＋

阴极：NO＋5e^－＋ 6H^＋===NH＋ H₂O

然后根据得失电子守恒，硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多，所以需要向溶液中加入的物质为NH₃(即8NO＋7H₂O3NH₄NO₃＋2HNO₃)。