Question

NH₃經一系列反應可以得到HNO₃和NH₄NO₃，如下圖所示。

(1)Ⅰ中，NH₃和O₂在催化劑作用下反應，其化學方程式是_________________________。

(2)Ⅱ中，2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)。在其他條件相

同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強(p₁、p₂)下隨溫度變化的曲線(如圖)。

①比較p₁、p₂的大小關系：________。

②隨溫度升高，該反應平衡常數變化的趨勢是________。

(3)Ⅲ中，降低溫度，將NO₂(g)轉化為N₂O₄(l)，再制備濃硝酸。

①已知：2NO₂(g) N₂O₄(g)　ΔH₁         2NO₂(g)N₂O₄(l)　ΔH₂

下列能量變化示意圖中，正確的是(選填字母)________。

　

　　　A　　　　　　　　　B                   C

②N₂O₄與O₂、H₂O化合的化學方程式是________________________________________。

(4)Ⅳ中，電解NO制備NH₄NO₃，其工作原理如圖所示。為使電解產物全部轉化為NH₄NO₃，需補充A。A是________，說明理由：________________________________________。

Answer 1

(1)4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O

(2)①p₁＜p₂�、跍p小

(3)①A　②2N₂O₄＋O₂＋2H₂O===4HNO₃

(4)NH₃　根據反應：8NO＋7H₂O3NH₄NO₃＋2HNO₃，電解產生的HNO₃多

[解析] (1)氨的催化氧化的反應方程式為

4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O。

(2)①由2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)可知該反應為氣體體積減小的反應，溫度相同，增大壓強，平衡正向移動，NO的平衡轉化率增大，根據圖示和坐標含義，判斷p₁<p₂；②再看同一壓強線，溫度升高，NO的平衡轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，溫度升高，平衡常數減小。

(3)①降低溫度，NO₂(g)轉變?yōu)镹₂O₄(l)，則ΔH₂<0，反應物能量高于生成物能量，C錯誤； N₂O₄(g)轉變?yōu)镹₂O₄(l)需要放出熱量，所以NO₂(g)轉變?yōu)镹₂O₄(g)比NO₂(g)轉變?yōu)镹₂O₄(l)放出的熱量少，B錯誤，所以正確的圖示為A；②N₂O₄、O₂和H₂O反應生成硝酸的反應方程式為2N₂O₄＋ O₂＋2H₂O===4HNO₃。

(4)根據工作原理裝置圖，可以確定陽極為NO失去電子轉變?yōu)镹O，陰極NO轉變?yōu)镹H，根據電極反應書寫電極反應式為：

陽極：NO－3e^－＋2H₂O===NO＋4H^＋

陰極：NO＋5e^－＋ 6H^＋===NH＋ H₂O

然后根據得失電子守恒，硝酸根離子物質的量比銨根離子物質的量多，所以需要向溶液中加入的物質為NH₃(即8NO＋7H₂O3NH₄NO₃＋2HNO₃)。