Question

氨既是實驗室中常用試劑，也是工業(yè)上重要原料．

（1）某學習小組欲制備少量的氨水．供選用的試劑有：①NH₄Cl ②（NH₄）₂CO₃．提供的裝置如下，請回答下列問題：
①裝置A試管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為

 

；
②從提供的儀器中選擇并組裝一套本實驗的合理、簡潔裝置，按氣流方向連接順序為（用圖中標注的導管口符號表示）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)的熱化學方程式：

 

；
（3）已知在一定條件下，將1mol N₂和3mol H₂混合于一個10L的密閉容器中發(fā)生的反應為N₂+3H₂

催化劑

高溫高壓

2NH₃，5min后達到平衡，平衡時氨的體積分數(shù)為25%．
①該反應的平衡常數(shù)表達式K=

 

；
②從反應開始到平衡時，N₂的反應速率v（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行反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H＞0．該反應的反應速率（v）隨時間（t）變化的關(guān)系如圖F所示．若t₂、t₄時刻只改變一個條件，下列說法正確的是（填選項序號）

 

．
A．在t₁-t₂時，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
B．在t₂時，采取的措施可以是升高溫度
C．在t₃-t₄時，可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
D．在t₅時，容器內(nèi)NO₂的體積分數(shù)是整個過程中的最大值
（5）為檢驗氨氣與酸反應得到的某種常見氮肥的成分，某同學進行了以下實驗：①加熱氮肥樣品產(chǎn)生氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，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

 

（填選項序號）；
A．NH₄Cl        B．（NH₄）₂CO₃        C．NH₄HCO₃   D．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溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則反應的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：氨的制取和性質(zhì),化學平衡建立的過程,化學平衡的調(diào)控作用

專題：化學平衡專題,元素及其化合物

分析：（1）①碳酸銨加熱分解生成氨氣、二氧化碳和水；
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；
（2）將已知方程式變形運用蓋斯定律解答；
（3）①化學平衡常數(shù)是平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；
②設參加反應的氮氣的物質(zhì)的量，利用三段法求出各自的物質(zhì)的量，再根據(jù)體積分數(shù)求出未知數(shù)，然后根據(jù)v=

△C

△t

計算反應速率；
（4）2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g））△H＞0．該反應是氣體體積減小的吸熱反應；
A、壓強不變說明反應達到平衡；
B、反應是吸熱反應升溫正逆反應速率增大，平衡正向進行；
C、反應中氣體質(zhì)量守恒，體積不變，過程中密度不變；
D、依據(jù)圖象分析器內(nèi)NO₂的體積分數(shù)在t₃～t₄時最大；
（5）加熱氮肥樣品生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體為氨氣，說明含有銨根離子，另一種氣體能使澄清石灰水變渾濁，說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，說明沒有碳酸氫根離子；由此推導出氮肥的主要成分；
（6）9.2g NO₂和Na₂CO₃溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，即每2mol NO₂和Na₂CO₃溶液反應時轉(zhuǎn)移電子1mol計算生成的硝酸，根據(jù)化合價的變化判斷生成物，以此書寫反應的離子方程式．

解答： 解：（1）碳酸銨分解的方程式為：（NH₄）₂CO₃

△   .

2NH₃↑+CO₂↑+H₂O，故答案為：（NH₄）₂CO₃

△   .

2NH₃↑+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；
故答案為：e d f；
（2）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律②×3-①×②得：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2 kJ?mol^-1 ；
故答案為：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2 kJ?mol^-1；
（3）①該反應的平衡常數(shù)表達式K=

C2(NH3)

C(N2)C3(H2)

，故答案為：K=

C2(NH3)

C(N2)C3(H2)

；
②設參加反應的氮氣的物質(zhì)的量xmol，
          N₂ +3H₂

催化劑

高溫高壓

 2NH₃
開始（mol）：1  3               0
變化（mol）：x  3x              2x
平衡（mol）：1-x 3-3x           2x
5min后達到平衡，平衡時氨的體積分數(shù)=

2x

1-x+3-3x+2x

×100%=25%；
解得x=0.4，
N₂的反應速率v（N₂）=

△C(N2)

△t

=

0.4mol/10L

5min

=0.008mol/（L﹒min）；
故答案為：0.008mol/（L﹒min）；
（4）A．該反應正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應，恒溫恒容下條件下，壓強不變，說明到達平衡，故A正確；
B．正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，在t₂時，正、逆速率都增大，且正反應速率增大更多，平衡向正反應移動，該反應正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡向正反應進行，轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．恒容條件下，反應混合氣體的總質(zhì)量不變，密度始終不變，所以不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．由圖可知，在t₂時，改變條件平衡向正反應移動，t₃時到達平衡，t₄時瞬間正反應速率不變，逆反應速率減小，平衡向正反應進行，應是NO₂降低的濃度，故容器內(nèi)NO₂的體積分數(shù)在t₃時值的最大，故D錯誤；
故選AB；
（5）加熱氮肥樣品生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體為氨氣，說明含有銨根離子，另一種氣體能使澄清石灰水變渾濁，說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，說明沒有碳酸氫根離子，說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

9.2g

46g/mol

=0.2mol，即0.2molNO₂和Na₂CO₃溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則2molNO₂和Na₂CO₃溶液反應時轉(zhuǎn)移電子1mol，則N的化合價分別有+4價變化為+5價和+3價，在堿性溶液中應生成NO₃^-和NO₂^-，反應的離子方程式為：2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂，
故答案為：2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂．

點評：本題為綜合體，考查了氨氣的制備和性質(zhì)的檢驗，蓋斯定律求反應熱，化學平衡的移動及平衡狀態(tài)的判斷，氧化還原方程式的書寫，題目難度大，熟悉平衡狀態(tài)的影響因素是解題關(guān)鍵．