Question

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃和NH₄NO₃，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

 

．
（2）Ⅱ中，2NO（g）+O₂（g）?2N0₂（g）．在其它条件相同时，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2）．
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
图3中能量变化示意图中，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，其工作原理如图4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：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,反应热和焓变,化学平衡的影响因素,电解原理

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

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）①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；
②N₂O₄与O₂、H₂O化合生成硝酸，根据得失电子守恒和原子守恒写出反应的方程式；
（4）根据电解NO制备NH₄NO₃的反应方程式分析判断．

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

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
故答案为：4NH₃+5O₂

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：P₁＜P₂；
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：减小；
（3）①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；
②N₂O₄与O₂、H₂O化合生成硝酸，其反应的化学方程式为：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃；
故答案为：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（4）电解NO制备NH₄NO₃，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，要使得失电子守恒，阳极产生的NO₃^-的物质的量大于阴极产生的NH₄⁺的物质的量，总反应方程式为：8NO+7H₂O

电解  .

3NH₄NO₃+2HNO₃，因此若要使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充NH₃；
故答案为：NH₃；根据反应8NO+7H₂O

电解  .

3NH₄NO₃+2HNO₃，电解生成的HNO₃多．

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．