Question

（Ⅰ）如圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程．

（1）吸收塔C中通入空氣的目的是

 

．A、B、C、D四個(gè)容器中的反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)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=+180.5kJ/mol
寫出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式：

 

．
（Ⅱ）某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸，發(fā)現(xiàn)開始時(shí)反應(yīng)非常慢，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快．該小組通過實(shí)驗(yàn)探究其原因．
（3）該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）提出合理假設(shè)．該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是

 

．
A．反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高           B．壓強(qiáng)增大
C．生成物有催化作用               D．反應(yīng)物接觸面積增大
（5）初步探究．測定反應(yīng)過程中溶液不同時(shí)間的溫度，結(jié)果如下表：

時(shí)間/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
溫度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是

 

．
（6）進(jìn)一步探究．查閱文獻(xiàn)了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物（含中間產(chǎn)物）可能對(duì)反應(yīng)有催化作用，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表并將實(shí)驗(yàn)?zāi)康难a(bǔ)充完整：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	銅片 質(zhì)量/g	0.1mol?L-1的 硝酸體積/mL	硝酸銅 晶體/g	亞硝酸鈉 晶體/g	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	5	20			實(shí)驗(yàn)①和②探究   的影響；實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響．
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（Ⅰ）本題涉及的化學(xué)反應(yīng)有：N₂+3H₂?2NH₃ 、4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O、2NO+O₂═2NO₂ 、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO、4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃ 、NH₃+HNO₃═NH₄NO₃，（1）吸收塔中涉及的反應(yīng)有：2NO+O₂═2NO₂；3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；4NO₂+O₂+H₂O═4HNO₃；為使NO充分氧化而生成硝酸，應(yīng)通入過量空氣；根據(jù)反應(yīng)中各物質(zhì)的組成元素的化合價(jià)發(fā)生變化為氧化還原反應(yīng)；
（2）利用蓋斯定律可求知反應(yīng)熱；
（Ⅱ）（3）金屬銅可以和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮、水，
（4）本題提供的實(shí)驗(yàn)情景是具體的，除了將銅片放入稀硝酸不再有其他操作，故接觸面積是不需要列入合理假設(shè)的，由于反應(yīng)物是固液體系，故壓強(qiáng)也是不需要列入合理假設(shè)的．剩下的因素中，溫度要成為影響因素的前提是反應(yīng)過程中體系溫度升高，當(dāng)然還有催化劑的影響；
（5）驗(yàn)證溫度對(duì)速率的影響，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后可以獲得一系列結(jié)論，如果把它放在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中去理解可知最重要的結(jié)論是反應(yīng)液溫度上升不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因．
（6）當(dāng)探究進(jìn)入到產(chǎn)物催化作用的研究，還是要從合理假設(shè)開始，從離子方程式看，新增的物質(zhì)只有銅離子，故銅離子的影響應(yīng)列入合理假設(shè)（體系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不應(yīng)列入合理假設(shè)；NO不溶于水立即逸出也不應(yīng)列入合理假設(shè)），另一種中間產(chǎn)物亞硝酸根的影響是試題提示的，然后才是針對(duì)每一個(gè)具體的探究目的設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)．由于探究是不是這種新增物質(zhì)導(dǎo)致反應(yīng)速率加快，因此對(duì)比的重點(diǎn)是有和無，而不是含量的多少，故作為對(duì)照的實(shí)驗(yàn)①除了銅片和稀硝酸不應(yīng)該再引入其他物質(zhì)．

解答： 解：（I）（1）吸收塔C中通入空氣的目的是使提供O₂氧化NO；A、B、C、D四個(gè)容器中的反應(yīng)：
A：N₂+3H₂?2NH₃；
B：4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O；
C：2NO+O₂═2NO₂；3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
D：NH₃+HNO₃═NH₄NO₃；
其中ABC屬于氧化還原反應(yīng)；
故答案為：提供O₂氧化NO；ABC；
（2）已知：①4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1266.8kJ/mol，
②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，
利用蓋斯定律①-2×②可得：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8KJ/mol；
故答案為：4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905.8KJ/mol；
（II）（3）金屬銅可以和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮、水，離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）除了將銅片放入稀硝酸不再有其他操作，故接觸面積是不需要列入合理假設(shè)的，由于反應(yīng)物是固液體系，故壓強(qiáng)也是不需要列入合理假設(shè)的．剩下的因素中，溫度要成為影響因素的前提是反應(yīng)過程中體系溫度升高，當(dāng)然還有催化劑的影響，故選AC；
（5）由表中數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率明顯加快，但溫度變化不大，所以溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
故答案為：溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因；
（6）探究進(jìn)入到產(chǎn)物催化作用的研究，還是要從合理假設(shè)開始，從離子方程式看，新增的物質(zhì)只有銅離子，故銅離子的影響應(yīng)列入合理假設(shè)（體系中一直存在NO₃^-，故NO₃^-不應(yīng)列入合理假設(shè)；NO不溶于水立即逸出也不應(yīng)列入合理假設(shè)），另一種中間產(chǎn)物亞硝酸根的影響是試題提示的，然后才是針對(duì)每一個(gè)具體的探究目的設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)．由于探究是不是這種新增物質(zhì)導(dǎo)致反應(yīng)速率加快，因此對(duì)比的重點(diǎn)是有和無，而不是含量的多少，故作為對(duì)照的實(shí)驗(yàn)①除了銅片和稀硝酸不應(yīng)該再引入其他物質(zhì)，如答案為：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	銅片 質(zhì)量/g	0.1mol?L-1的 硝酸體積/mL	硝酸銅 晶體/g	亞硝酸鈉 晶體/g	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	5	20	0	0	實(shí)驗(yàn)①和②探究    Cu2+的影響；實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響．
②	5	20	0.5	0
③	5	20	0	0.5

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨、硝酸與銅反應(yīng)的探究，解答實(shí)驗(yàn)探究時(shí)要注意盡可能的把題中的能夠影響化學(xué)反應(yīng)的因素找出，然后再利用控制變量法來進(jìn)行判斷，最后得出答案，難度較大．