Question

【題目】氨既是實(shí)驗(yàn)室中常用試劑，也是工業(yè)上重要原料。

(1)某學(xué)習(xí)小組欲制備少量的氨水。供選用的試劑有：①NH4Cl②(NH4)2CO3 。提供的裝置如下，請(qǐng)回答下列問題：

①裝置A試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________；

②從提供的儀器中選擇并組裝一套本實(shí)驗(yàn)的合理、簡(jiǎn)潔裝置，按氣流方向連接順序?yàn)?/span>(用圖中標(biāo)注的導(dǎo)管口符號(hào)表示)a→____；

(2)氨在氧氣中燃燒，生成水和一種單質(zhì)。

已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H= -92.4kJ·mol-1

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)△H= -572kJ·mol-1

寫出氨在氧氣中燃燒生成液態(tài)水和氣態(tài)單質(zhì)的熱化學(xué)方程式：_________；

(3)已知在一定條件下，將1molN2和3molH2混合于一個(gè)10L的密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)為N2+3H22NH3，5min后達(dá)到平衡，平衡時(shí)氨的體積分?jǐn)?shù)為25%。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)=_____；

②從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，N2的反應(yīng)速率(N2)=______；

(4)工業(yè)上以氨氣、空氣為主要原料制取硝酸。在容積恒定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H＞0。該反應(yīng)的反應(yīng)速率()隨時(shí)間()變化的關(guān)系如圖所示。若t2、t4時(shí)刻只改變一個(gè)條件，下列說(shuō)法正確的是(填選項(xiàng)序號(hào))______。

A．在時(shí)，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

B．在時(shí)，采取的措施可以是升高溫度

C．在時(shí)，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

D．在時(shí)，容器內(nèi)NO2的體積分?jǐn)?shù)是整個(gè)過程中的最大值

(5)為檢驗(yàn)氨氣與酸反應(yīng)得到的某種常見氮肥的成分，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：①加熱氮肥樣品產(chǎn)生氣體，其中一種氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，另一種氣體能使澄清石灰水變渾濁。②取少量該氮肥樣品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，沒有明顯變化。由此可知該氮肥的主要成分可能是_____________(填選項(xiàng)序號(hào))；

A．NH4Cl B．(NH4)2CO3C．NH4HCO3D．NH4NO3

(6)硝酸廠常用Na2CO3溶液吸收處理尾氣NO2生成CO2。若9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則反應(yīng)的離子方程式是_________________。

Answer 1

【答案】(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O e d f 4NH3(g)+ 3O2(g)= 2N2(g)+ 6H2O(l)△H=-1531.2 kJ·mol-1 K =18.3 0.008mol/(L﹒min) AB C 2NO2+CO= NO+NO+CO2

【解析】

碳酸銨加熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，通過盛有堿石灰的干燥管除去二氧化碳，再通入水中，氨氣極易溶于水容易發(fā)生倒吸，用D吸收可以防止倒吸；根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律分析解題；根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式和平衡狀態(tài)計(jì)算平衡常數(shù)，根據(jù)化學(xué)速率公式計(jì)算，結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素分析解題；根據(jù)氮肥分解產(chǎn)物的性質(zhì)確定產(chǎn)物并推斷氮肥的成分；根據(jù)電子守恒書寫發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

(1)碳酸銨加熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O；

②碳酸銨分解的氣體含有二氧化碳，通過盛有堿石灰的干燥管除去二氧化碳，再通入水中，氨氣極易溶于水容易發(fā)生倒吸，用D吸收可以防止倒吸，則按氣流方向連接順序?yàn)?/span>a→e→d→f；

(2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJmol-1，②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJmol-1，依據(jù)蓋斯定律②×3-①×②得：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=-1531.2 kJmol-1 ；

(3)①平衡時(shí)氨的體積分?jǐn)?shù)為25%，則

=0.25，解得：a=0.04，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ==18.3；

②N2的反應(yīng)速率v(N2)===0.008mol/(L﹒min)；

(4)A．該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，恒溫恒容下條件下，壓強(qiáng)不變，說(shuō)明到達(dá)平衡，故A正確；

B．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，在t2時(shí)，正、逆速率都增大，且正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；

C．恒容條件下，反應(yīng)混合氣體的總質(zhì)量不變，密度始終不變，所以不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D．由圖可知，在t2時(shí)，改變條件平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，t3時(shí)到達(dá)平衡，t4時(shí)瞬間正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，應(yīng)是NO2降低的濃度，故容器內(nèi)NO2的體積分?jǐn)?shù)在t3時(shí)值的最大，故D錯(cuò)誤；

故答案為AB；

(5)加熱氮肥樣品生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，該氣體為氨氣，說(shuō)明含有銨根離子，另一種氣體能使澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明碳酸根離子或碳酸氫根離子；取少量該氮肥樣品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，沒有明顯變化，說(shuō)明沒有碳酸氫根離子，說(shuō)明鹽中含有銨根離子和碳酸根離子，所以氮肥的主要成分NH4HCO3，故答案為C；

(6)9.2gNO2的物質(zhì)的量=0.2mol，即0.2molNO2和Na2CO3溶液完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則2molNO2和Na2CO3溶液反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子1mol，則N的化合價(jià)分別有+4價(jià)變化為+5價(jià)和+3價(jià)，在堿性溶液中應(yīng)生成NO3-和NO2-，反應(yīng)的離子方程式為：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2。