Question

4．NH₃經一系列反應可以得到HNO₃和NH₄NO₃，如圖1所示．

（1）Ⅰ中，NH₃和O₂在催化劑作用下反應，其化學方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）Ⅱ中，2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）．在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強（p₁、p₂）下溫度變化的曲線（如圖2）．
①比較p₁、p₂的大小關系p₂＞p₁．
②隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是變�。�
（3）Ⅲ中，將NO₂（g）轉化成N₂O₄（l），再制備濃硝酸．
①已知：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H₁，2NO₂（g）?N₂O₄（l）△H₂
圖3中能量變化示意圖中，正確的是（選填字母）A
②N₂O₄與O₂、H₂O化合的化學方程式2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃．
（4）IV中，電解NO制備NH₄NO₃，其工作原理如圖4所示，為使電解產物全部轉化為NH₄NO₃，需補充物質A，
A是NH₃，說明理由：根據(jù)反應8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，電解生成的HNO₃多，所以需充入NH₃．

Answer 1

分析 （1）在催化劑、加熱條件下，氨氣被氧化生成NO和水；
（2）①相同溫度下，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則NO的轉化率增大；
②根據(jù)圖象知，相同壓強下，升高溫度，NO轉化率減小，說明正反應是放熱反應，據(jù)此判斷化學平衡常數(shù)與溫度的關系；
（3）①降低溫度，將NO₂（g）轉化為N₂O₄（l）說明反應2NO₂（g）?N₂O₄（l）為放熱反應，同種物質液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低；
②N₂O₄與O₂、H₂O化合生成硝酸，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出反應的方程式；
（4）根據(jù)電解NO制備NH₄NO₃的反應方程式分析判斷．

解答 解：（1）在催化劑、加熱條件下，氨氣被氧化生成NO和水，反應方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）①相同溫度下，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則NO的轉化率增大，根據(jù)圖象知，相同溫度下，p₂的轉化率大于p₁，所以p₂＞p₁，故答案為：p₂＞p₁；
②根據(jù)圖象知，相同壓強下，升高溫度，NO轉化率減小，說明正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則化學平衡常數(shù)減小，故答案為：變��；
（3）①降低溫度，將NO₂（g）轉化為N₂O₄（l）說明反應2NO₂（g）?N₂O₄（l）為放熱反應，所以在圖象中該反應的反應物的總能量比生成物的總能量高，同種物質氣態(tài)變液態(tài)會放出熱量，即液態(tài)時能量比氣態(tài)時能量低，則N₂O₄（l）具有的能量比N₂O₄（g）具有的能量低，圖象A符合，故A正確；
故答案為：A；
②N₂O₄與O₂、H₂O化合生成硝酸，其反應的化學方程式為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃，故答案為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（4）電解NO制備NH₄NO₃，陽極反應為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，從兩極反應可看出，要使得失電子守恒，陽極產生的NO₃^-的物質的量大于陰極產生的NH₄⁺的物質的量，總反應方程式為：8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，因此若要使電解產物全部轉化為NH₄NO₃，需補充NH₃；
故答案為：NH₃；根據(jù)反應8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，電解生成的HNO₃多，所以需充入NH₃．

點評 本題考查了化學方程式書寫、影響平衡及平衡常數(shù)的因素、能量變化圖的分析等，題目涉及的知識點較多，側重于考查學生的綜合運用能力，難度中等，注意基礎知識的積累掌握．