题目内容

4．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4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（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（如图2）．
①比较P1、P2的大小关系：P1＜ P2．（填“＞”，“＜”或“=”）
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是随温度升高，平衡常数减小．
（3）III中，降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l），再制备浓硝酸．
已知：2NO2（g） N2O4（g）△H1
2NO2（g）N2O4（l）△H2
如图3能量变化示意图中，正确的是（选填字母）A．

（4）在一固定体积的密闭容器中，保持一定条件进行下列反应：2NO（g）+O2?2NO2（g），
①能判断该反应一定能达到化学平衡状态的依据是BDE．
A、单位时间内生成2n molNO的同时生成n mol O2；
B、混合气体的温度不再改变的状态；
C、混合气体的密度不再变化的状态；
D、混合气体的压强不再变化的状态；
E、混合气体的平均相对分子质量不再变化的状态．
②已知加3molNO和2mol O2达到平衡状态后，生成a mol NO2．
A、在相同实验条件下，在同一容器中改为加入6molNO和4molO2，达到平衡后，NO2的物质的量为b mol，则a和b的关系可表示为b＞2a．
B、在相同实验条件下，在同一容器中改为加入1molNO和1molO2，若要求在反应混合气体中NO2的体积分数不变，则还需要加入NO22mol．

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）降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l）说明反应2NO2（g）?N2O4（l）为放热反应，同种物质液态时能量比气态时能量低；
（4）①根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
②A．加3molNO和2mol O2达到平衡状态后，生成a mol NO2 ，在相同实验条件下，在同一容器中改为加入6molNO和4molO2，达到平衡后相当于再加入3molNO和2mol O2，增大压强，平衡正向进行则上层二氧化氮物质的量比原来的2倍大；
B．在相同实验条件下，在同一容器中改为加入1molNO和1molO2，若要求在反应混合气体中NO2的体积分数不变，说明达到相同平衡状态，等量等效分析；

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$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，
故答案为：4NH3+5O2$\frac{\underline{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：＜；
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减小；
故答案为：随温度升高，平衡常数减小；
（3）降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l）说明反应2NO2（g）?N2O4（l）为放热反应，所以在图象中该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高，同种物质气态变液态会放出热量，即液态时能量比气态时能量低，则N2O4（l）具有的能量比N2O4（g）具有的能量低，图象A符合，故A正确；
故答案为：A；
（4）①2NO（g）+O2?2NO2（g），反应是气体体积减小的反应
A、单位时间内生成2n molNO的同时生成n mol O2，只能说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B、反应过程中一定伴随能量变化，混合气体的温度不再改变的状态说明反应达到平衡状态，故B正确；
C、反应前后气体质量和体积不变，混合气体的密度始终不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D、反应前后气体物质的量变化，当混合气体的压强不再变化说明反应达到平衡状态，故D正确；
E、反应前后气体物质的量减小，质量不变，当混合气体的平均相对分子质量不再变化说明反应达到平衡的状态，故E正确；
故答案为：BDE；
②②A．加3molNO和2mol O2达到平衡状态后，生成a mol NO2 ，在相同实验条件下，在同一容器中改为加入6molNO和4molO2，达到平衡后相当于再加入3molNO和2mol O2，增大压强，平衡正向进行则上层二氧化氮物质的量比原来的2倍大，则b＞2a，
故答案为：b＞2a；
B．在相同实验条件下，在同一容器中改为加入1molNO和1molO2，若要求在反应混合气体中NO2的体积分数不变，说明达到相同平衡状态，等量等效分析，转化为起始量一氧化氮和氧气为3mol、2mol，
2NO（g）+O2?2NO2（g），
3        2     0  
1        1     2
2+1     1+1    0
需要加入2mol二氧化氮，
故答案为：2；

点评 本题考查了化学方程式书写、影响平衡及平衡常数的因素、能量变化图的分析、化学平衡标志等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生的综合运用能力，难度中等，注意基础知识的积累掌握．

练习册系列答案
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14．电负性（用X表示）也是元素的一种重要性质，下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：答下列有关问题：
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（2）根据表中的所给数据分析，同主族内的不同元素X的值变化的规律是同主族自上而下电负性降低．
（3）经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键．试推断AlBr3中形成的化学键的类型为共价键，其理由是因为AlCl3中Cl与Al的电负性差值为1.5，小于1.7，则AlCl3的键为共价键．而Br的电负性小于Cl，所以AlBr3中两元素的电负性差值也小于1.7，即AlBr3的键为共价键．
15．反应中，不能体现乙烯具有不饱和性的是（　　）
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C．CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2BrD．CH2=CH2+H2O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH3CH2OH
12．下列实验能获得成功的是（　　）
A．苯和浓溴水混合加入铁作催化剂制溴苯
B．将苯和浓硝酸混合共热制硝基苯
C．可用分液漏斗分离硝基苯和水
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19．下列说法，正确的是（　　）
A．1H、D、T互为同位素B．金刚石、石墨、C60互为同分异构体
C．SO2和SO3互为同分异构体D．正丁烷和异丁烷互为同素异形体
9．某同学查阅资料后设计了一条1-丁醇的合成路线：

（1）利用图一装置可制备CO、丙烯等原料气体．①装置中e的名称是分液漏斗；②a的作用平衡内外压强，保证液体顺畅流下；
（2）实验室常用浓硫酸与甲酸作用来制备CO．写出对应的化学方程式：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O．
（3）制CO时，伴随的副产物还有少量SO2、CO2气体，某同学设计用图二装置进行检验．
①E1的作用是：检验产物是否有S02；E3的作用是：检验S02是否除尽；
②判断产物中有CO2的现象是E3中品红不褪色，F中石灰水变浑浊
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是D；
A．高温、常压、催化剂    B．适当的温度、常压、催化剂
C．低温、高压、催化剂    D．适当的温度、高压、催化剂
（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1一丁醇粗品，为提纯1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃．并设计出如下提纯路线：

试剂1为饱和NaHSO3溶液，操作2为萃取，操作3为蒸馏．
16．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务．
（1）从能量角度看，断开化学键要吸热，形成化学键要放热（填“放热”或“吸热”）．已知拆开1mol H-H键、1mol N≡N键、1mol N-H键分别需要消耗的能量为436.4kJ、941.3kJ、390.5kJ．则由氢气和氮气反应生成1mol NH3需要放出（填“放出”或“吸收”）46.25kJ的热量．
（2）已知标准状况下11.2L甲烷燃烧生成液态水时放热445kJ．写出1mol甲烷燃烧的热化学方程式CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890kJ•mol-1．若将该反应设计成燃料电池，则通入甲烷的一端应该为原电池的负极（填“正”或“负”）．
（3）如图铁处于三种环境中，铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ（填序号）．
13．化学反应速率受条件的影响很大，下列肯定可以加快化学反应速率的措施（　　）
A．使用负催化剂B．改变浓度C．降低温度D．升高温度
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B．煤的气化与液化都是化学变化
C．包装用材料聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯都属于烃
D．用浸泡过KMnO4溶液的硅藻土保存水果可以消除乙烯的影响使水果保鲜

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