Question

硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：（1）以N2和H2为原料合成氨气．反应N2（g）+3

硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：（1）以N2和H2为原料合成氨气．反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0①下列措施可以提高H2的转化率是（填选项序号）______．a．选择适当的催化剂 b．增大压强 c．及时分离生成的NH3 d．升高温度②一定温度下，在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应．若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的1516，则N2的转化率a1=______；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N2的转化率为a2，则a2______a1（填“＞”、“＜”或“=”）．（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸．①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是______．②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H＞0该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如图所示．若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）______．a．在t1～t2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态b．在t2时，采取的措施一定是升高温度c．在t3～t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态d．在t0～t5时，容器内NO2的体积分数在t3时值的最大③向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2发生反应：2NO2 （g）?N2O4（g）△H＜0．恒温恒容下反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1，a2．已知T1＜T2，则a1______a2 A．大于 B．小于 C．等于 D．以上都有可能（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气．①催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2．已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.5kJ/molN2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ/mol则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是______．②碱液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2．若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是______．

Answer 1

（1）①、a．选择适当的催化剂，加快反应速率，不影响平衡移动，H₂的转化率不变，故a错误；
b．增大压强，平衡向正反应移动，H₂的转化率增大，故b正确；
c．及时分离生成的NH₃，生成物浓度降低，平衡向正反应移动，H₂的转化率增大，故c正确；
d．升高温度，平衡向逆反应移动，H₂的转化率降低，故d错误；
故答案为：bc；
②压强之比等于物质的量之比，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的

15

16

，则减少的物质的量为（1+3）mol×(1?

15

16

)=

1

4

mol，则：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）  物质的量减少△n
1                               2
n（N₂）                           

1

4

mol
故n（N₂）=

1× 1 4 mol

2

=

1

8

mol，所以氮气的转化率=

1 8 mol

1mol

×100%=12.5%，
正反应是气体体积减小的反应，容器压强恒定，相当于在恒容的条件下增大压强，平衡向正反应进行，氮气的转化率增大，所以a₂＞a₁，
故答案为：12.5%；＞；
（2）①氨气的催化氧化反应方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂

△

4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂

△

4NO+6H₂O；
 ②a．该反应正反应是气体物质的量减小的反应，恒温恒容下条件下，压强不变，说明到达平衡，故a正确；
b．正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应移动，在t₂时，正、逆速率都增大，且正反应速率增大更多，平衡向正反应移动，但该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡也向正反应进行，故t₂时为升高温度或增大压强，故b错误；
c．恒容条件下，反应混合气体的总质量不变，密度始终不变，所以不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．由图可知，在t₂时，改变条件平衡向正反应移动，t₃时到达平衡，t₄时瞬间正反应速率不变，逆反应速率减小，平衡向正反应进行，应是NO₂降低的浓度，故容器内NO₂的体积分数在t₃时值的最大，故d正确；
故选ad；
 ③升高温度平衡向逆反应进行，平衡时二氧化氮的含量增大，温度越高反应速率越快，到达平衡的时间越短，据此作出二氧化氮含量与时间关系草图为，由图可知，t₁时刻a₁=a₂，t₁时刻之前a₁＞a₂，t₁时刻之后a₁＜a₂，故答案为：D；
（3）①已知：Ⅰ、2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.5kJ/mol
Ⅱ、N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+133kJ/mol
由盖斯定律可知，Ⅰ×2-Ⅱ得4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g），
故△H=2×（-483.5kJ/mol）-133kJ/mol=-1100kJ/mol，
故热化学方程式为：4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1100kJ/mol，
故答案为：4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1100kJ/mol；
②9.2gNO₂的物质的量=