Question

（17分）氮气化学性质很稳定，可以通过氮的固定将空气中的氮气转化氮的化合物。氮的化合物可用于进一步合成化肥、炸药以及合成树脂等。

（1）写出氮分子的电子式______________。

（2）人工合成氨反应为N₂(g)+3H₂(g）2NH₃(g） △H＝－92.4kJ/mol，在一定条件下的恒容密闭容器中，该反应达到平衡，要提高N₂的转化率，可以采取的措施是________（填序号）。

A．分离出NH₃   

B．加入催化剂    

C．升高温度

D．增加N₂的浓度    

E．增加H₂的浓度

（3）氨的接触氧化制取硝酸的过程中，900℃时，氨氧化反应阶段可能发生的反应有

编号	热化学方程式	平衡常数
Ⅰ	4NH3(g)+5O2(g）4NO(g)+6H2O (g）     △H1	K1＝1×10^53
Ⅱ	4NH3(g)+3O2(g）2N2(g)+6H2O (g）     △H2	K2＝1×10^65
Ⅲ	2NO(g）N2(g)+O2(g）                       △H3	K3

反应Ⅲ的△H₃＝____________（用△H₁、△H₂表示）；反应Ⅱ的平衡常数的表达式K₂＝__________；

该温度下K₃的计算结果为__________。

（4）催化反硝法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝法中，H₂能将NO₃^－还原为N₂。25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。反应的离子方程式为____________________________；其平均反应速率为v(NO₃^－)______________mol/(L•min)。

（5）实验室用下图所示装置制取NH₃。若将收集NH₃的试管改为集气瓶且瓶口向上排空气法收集NH₃，并确保不污染环境，请画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂（自选）名称。

Answer

（1） （1分）（2）AE（2分）

（3）(△H2-△H1)（2分） （2分）1×106（2分）

（4）5H2 ＋ 2NO3－ N2 ＋ 2OH－＋ 4H2O（3分）0.001（2分）

（5）（或将水改为稀硫酸）（3分）

【解析】

试题分析： （1）氮分子的电子式为。（2）A．分离出NH3 ，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，对；B．加入催化剂可以加快反应，但不能提高N2的转化率，错；C．升高温度平衡向逆反应方向移动，N2的转化率降低，错；D．增加N2的浓度N2的转化率降低，错；E．增加H2的浓度平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，对。故选AE。（3）根据盖斯定律，将（Ⅱ-Ⅰ）÷2可得Ⅲ，所以△H3＝（△H2-△H1）/2；平衡常数等于生成物浓度的幂之积比上反应物浓度的幂之积，故反应Ⅱ的平衡常数的表达式K2＝ ；K3=(K2/K1)1/2=(1065/1053)1/2= 1×106（4）根据题意H2在催化剂作用下能与NO3－反应生成N2，根据元素和电荷守恒，产物还有OH－、H2O，故反应的离子方程式为： 5H2 ＋ 2NO3－N2 ＋ 2OH－＋ 4H2O；溶液的pH由7变为12，则c(OH－)=10-2mol/L，NO3－浓度也变化了10-2mol/L，所以v(NO3－)= 10-2mol/L÷10min=0.001mol/(L•min)。（5）若将收集NH3的试管改为集气瓶且瓶口向上排空气法收集NH3，那么是采用向上排空气法收集气体，气体要从短导管进入，为确保不污染环境，就需要尾气处理装置，装置可以是：。

考点：化学反应速率的计算、装置图的绘制、盖斯定律的运用、化学平衡的移动。