Question

氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)，500°C，其反應(yīng)方程式為：
4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）+Q，完成下列填空：
（1）如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是（　　）
a．減壓         b．增加NH₃的濃度   c．升溫     d．將水液化移走．
（2）在500℃時(shí)，在2L密閉容器中加入10mol NH₃、10mol O₂，上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，過(guò)程如圖所示，在a時(shí)刻改變反應(yīng)條件，重新達(dá)到平衡，該改變的條件可能是

 

，比較b時(shí)刻與c時(shí)刻反應(yīng)氨的轉(zhuǎn)化率大小（填“＞”或“＜”）b

 

c．其它條件不變，c時(shí)刻加壓后，若平衡正向移動(dòng)，其原因可能是

 

，若在d時(shí)刻重新達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出c到d的相關(guān)變化圖象

 

．
（3）工業(yè)上以氨和空氣為原料生產(chǎn)硝酸，請(qǐng)畫(huà)出硝酸工業(yè)的物質(zhì)流程圖．

 

（4）氨中氮元素原子最外層電子排布的軌道表達(dá)式是

 

，短周期元素原子所形成的與N ^3-電子排布相同的離子所對(duì)應(yīng)的原子的半徑從大到小的排列順序?yàn)?div id="n8cvs4r" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．其中非金屬元素形成的氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱為的順序?yàn)椋ㄓ没瘜W(xué)式表示）

 

．
（5）已知NH₃與N₂H₄都是氮的氫化物，N₂H₄的電子式是

 

．NH₃與N₂H₄都具有還原性，可以與其它強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，例如在一定條件下，氨可以被雙氧水氧化為游離態(tài)氮，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,元素周期律的作用,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：

分析：（1）影響反應(yīng)速率的因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑以及接觸面積等等；
（2）該反應(yīng)為正反應(yīng)氣體體積增大的放熱反應(yīng)，a時(shí)刻后平衡逆向移動(dòng)，且正逆反應(yīng)速率都增大，說(shuō)明改變的條件是加壓或升溫；b時(shí)刻到c時(shí)刻，平衡正向移動(dòng)；c時(shí)刻后加壓平衡正向移動(dòng)，說(shuō)明反應(yīng)物氣體物質(zhì)的量高于生成物；c時(shí)刻到d時(shí)刻，加壓正逆反應(yīng)速率都增大且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
（3）工業(yè)上以氨和空氣為原料生產(chǎn)硝酸，首先是氨的催化氧化生成NO，NO再被空氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO循環(huán)使用，據(jù)此畫(huà)出硝酸工業(yè)的物質(zhì)流程圖；
（4）N原子最外層5個(gè)電子，分別排布在2s和2p上；N ^3-離子核外電子數(shù)為10，能夠形成10電子離子的原子有 Na、Mg、Al、O、F，據(jù)已知的電子層數(shù)和質(zhì)子數(shù)判斷原子半徑大��；元素的非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)氫化物越穩(wěn)定；
（5）N原子最外層5個(gè)電子，有3個(gè)電子分別與N原子和2個(gè)H原子形成共價(jià)鍵；據(jù)原子守恒和得失電子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）a．減壓反應(yīng)速率減慢，故錯(cuò)誤；
b．增加NH₃的濃度反應(yīng)速率加快，故正確；
c．升溫反應(yīng)速率加快，故正確；
d．將水液化移走，降低了濃度，反應(yīng)速率減慢，故錯(cuò)誤；
故答案為：bc；
（2）該反應(yīng)為正反應(yīng)氣體體積增大的放熱反應(yīng)，a時(shí)刻后平衡逆向移動(dòng)，且正逆反應(yīng)速率都增大，說(shuō)明改變的條件是加壓或升溫；b時(shí)刻到c時(shí)刻，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大；c時(shí)刻后加壓平衡正向移動(dòng)，說(shuō)明反應(yīng)物氣體物質(zhì)的量高于生成物，可能是水加壓被氧化；c時(shí)刻到d時(shí)刻，加壓正逆反應(yīng)速率都增大且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，據(jù)此畫(huà)圖，故答案為：升溫或加壓；＜；可能加壓后水被液化
；
（3）工業(yè)上以氨和空氣為原料生產(chǎn)硝酸，首先是氨的催化氧化生成NO，NO再被空氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO循環(huán)使用，據(jù)此畫(huà)出硝酸工業(yè)的物質(zhì)流程圖為：，故答案為：；
（4）N原子最外層5個(gè)電子，分別排布在2s和2p上，最外層電子排布為：；N ^3-離子核外電子數(shù)為10，能夠形成10電子離子的原子有 Na、Mg、Al、O、F，據(jù)已知的電子層數(shù)和質(zhì)子數(shù)判斷原子半徑大小，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，相同電子層時(shí)，質(zhì)子數(shù)越多，原子半徑越小，Na＞Mg＞Al＞O＞F；元素的非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)氫化物越穩(wěn)定，N、O、F非金屬性依次增強(qiáng)，所以其氫化物穩(wěn)定性HF＞H₂O＞NH₃
故答案為：； Na＞Mg＞Al＞O＞F；HF＞H₂O＞NH₃；
（5）N原子最外層5個(gè)電子，有3個(gè)電子分別與N原子和2個(gè)H原子形成共價(jià)鍵，電子式為；氨被雙氧水氧化為游離態(tài)氮，每mol氨失3mol電子，H₂O₂得電子生成H₂O，每mol得2mol電子，所以氨分子和過(guò)氧化氫分子化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2：3，再據(jù)原子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為：2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O，
故答案為：；2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素和影響平衡移動(dòng)的因素以及高于制硝酸、核外電子排布、原子半徑大小比較、非金屬性強(qiáng)弱比較、氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)，題目跨度大，難度中等．