Question

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃，如下图所示。

（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）+O₂2NO₂(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下温度变化的曲线（如右图）。

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      

下列能量变化示意图中，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，其工作原理如右图所示，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）4NH3+5O2 4NO+6H2O；

（2）①P1＜P2；

②减小；

（3）①A；

②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3；

（4）氨气；根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，电解产生的HNO3多

【解析】

试题分析：（1）氨气和氧气在催化剂作用下发氧化还原反应，生成NO和水，化学方程为4NH3+5O2 4NO+6H2O；

（2）①该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动，即向正反应方向移动，即压强越高，NO的平衡转化率越大，根据图示知，相同温度下，压强P1时NO的转化率＜P2时NO的转化率，故P1＜P2；

②其他条件不变时，升高温度，平衡向着吸热反应方向移动，又根据图示知，相同压强下，随着温度的升高，NO的转化率降低，即升高温度，平衡向逆反应方向移动，故逆反应方向为吸热反应，则正反应方向是放热反应，则随着温度的升高，该反应的平衡常数减小；

（3）①

2NO2（g） N2O4（g）△H1 ①

2NO2（g） N2O4（l）△H2 ②

根据盖斯定律：①-②得

N2O4（g） N2O4（l） △H3=△H1-△H2，一般来说，物质由气态变为液态，放出热量，即△H3=△H1-△H2＜0，即△H1＞△H2，由降低温度，将NO2转化为N2O4，可知该反应为放热反应，即0＞△H1＞△H2，即反应物2NO2（g）的总能量大于生成物N2O4（g）和N2O4（l）的总能量，且前者放出的热量小，故答案为A；

②N2O4与氧气、水反应生成硝酸，化学方程式为：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3；

（4）电解NO制备硝酸铵，阳极反应为：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，从两极反应可看出若要使电子得失守恒，阳极产生的NO3-的量大于阴极产生的NH4+的量，总反应为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，故应补充适量的氨气。

考点：本题考查氨的催化氧化反应、化学平衡、化学反应中的能量变化、电解知识等内容。