Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。請回答下列問題：

（1）如圖1是1 mol NO₂和1mol CO反應生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖（圖中涉及物質均為氣態(tài)），請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式　　　　。

（2）在0.5L的密閉容器中，充入一定量的氮氣和氫氣進行反應，三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖2所示。則Y是　　　　，2min內N₂的反應速率υ(N₂)= 　　　　。

　　　

　　圖1　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2

（3）硝酸工業(yè)在國民經(jīng)濟、國防工業(yè)和航天事業(yè)中占有重要地位。隨著化學纖維、近代有機合成、火箭、導彈等工業(yè)的迅速發(fā)展，需要使用大量的硝酸。

①工業(yè)生產中用鉑系金屬作為催化劑，用氨氧化法制取硝酸。第一步反應為氨在催化劑作用下與氧氣發(fā)生反應生成NO，寫出反應化學方程式　　　　。

②銅既能與稀硝酸反應，也能與濃硝酸反應，當銅與一定濃度硝酸反應時，可將方程式表示為：Cu+HNO₃ → Cu(NO₃)₂+NO↑+NO₂↑+H₂O （方程式未配平）。反應中還原產物是　　　　，0.6mol Cu被硝酸完全溶解后，如果得到的NO和NO₂物質的量相同，則得到標準狀況下氣體體積為　　　　L。

 

Answer 1

【答案】

（1）NO₂(g) + CO(g) = CO₂(g) + NO(g) ；⊿H =－234kJ·mol^-1（2分）

（2）H₂（1分），0.1mol•L^-1•min^-1　（1分，不寫單位不給分，下同）

（3）①4NH₃+5O₂4NO+6H₂O　�。�2分）  ②NO和NO₂ （1分）；13.44 （2分）

【解析】（1）根據(jù)圖1可知，反應物的總能量大于生成物的總能量，所以是放熱反應，熱化學方程式為NO₂(g) + CO(g) = CO₂(g) + NO(g) ；⊿H =－234kJ·mol^-1。

（2）根據(jù)圖像可知，X、Y的物質的量減小，平衡時分別減少0.1mol和0.3mol，所以Y是氫氣，X是氮氣。氮氣的反應速率是

（3）①氨催化氧化的方程式為4NH₃+5O₂4NO+6H₂O。

②氧化劑被還原所生成的物質是還原產物，所以硝酸的還原產物是NO和NO₂。0.6mol銅失去1.2mol電子，因此NO和NO₂的物質的量是1.2mol÷4＝0.3mol，其體積都是6.72L，所以總共是13.44 L。