Question

氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)，500°C，其反應(yīng)方程式為：
4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）+Q，完成下列填空：
（1）如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是（　�。�
a．減壓         b．增加NH₃的濃度   c．升溫     d．將水液化移走．
（2）在500℃時，在2L密閉容器中加入10mol NH₃、10mol O₂，上述可逆反應(yīng)達到平衡，過程如圖所示，在a時刻改變反應(yīng)條件，重新達到平衡，該改變的條件可能是

 

，比較b時刻與c時刻反應(yīng)氨的轉(zhuǎn)化率大�。ㄌ睢埃尽被颉埃肌保゜

 

c．其它條件不變，c時刻加壓后，若平衡正向移動，其原因可能是

 

，若在d時刻重新達到平衡，請在圖中畫出c到d的相關(guān)變化圖象

 

．
（3）工業(yè)上以氨和空氣為原料生產(chǎn)硝酸，請畫出硝酸工業(yè)的物質(zhì)流程圖．

 

（4）氨中氮元素原子最外層電子排布的軌道表達式是

 

，短周期元素原子所形成的與N ^3-電子排布相同的離子所對應(yīng)的原子的半徑從大到小的排列順序為

 

．其中非金屬元素形成的氫化物的穩(wěn)定性由強到弱為的順序為（用化學(xué)式表示）

 

．
（5）已知NH₃與N₂H₄都是氮的氫化物，N₂H₄的電子式是

 

．NH₃與N₂H₄都具有還原性，可以與其它強氧化劑反應(yīng)，例如在一定條件下，氨可以被雙氧水氧化為游離態(tài)氮，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,元素周期律的作用,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）影響反應(yīng)速率的因素有溫度、濃度、壓強、催化劑以及接觸面積等等；
（2）該反應(yīng)為正反應(yīng)氣體體積增大的放熱反應(yīng)，a時刻后平衡逆向移動，且正逆反應(yīng)速率都增大，說明改變的條件是加壓或升溫；b時刻到c時刻，平衡正向移動；c時刻后加壓平衡正向移動，說明反應(yīng)物氣體物質(zhì)的量高于生成物；c時刻到d時刻，加壓正逆反應(yīng)速率都增大且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
（3）工業(yè)上以氨和空氣為原料生產(chǎn)硝酸，首先是氨的催化氧化生成NO，NO再被空氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO循環(huán)使用，據(jù)此畫出硝酸工業(yè)的物質(zhì)流程圖；
（4）N原子最外層5個電子，分別排布在2s和2p上；N ^3-離子核外電子數(shù)為10，能夠形成10電子離子的原子有 Na、Mg、Al、O、F，據(jù)已知的電子層數(shù)和質(zhì)子數(shù)判斷原子半徑大小；元素的非金屬性越強，其對應(yīng)氫化物越穩(wěn)定；
（5）N原子最外層5個電子，有3個電子分別與N原子和2個H原子形成共價鍵；據(jù)原子守恒和得失電子守恒書寫化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）a．減壓反應(yīng)速率減慢，故錯誤；
b．增加NH₃的濃度反應(yīng)速率加快，故正確；
c．升溫反應(yīng)速率加快，故正確；
d．將水液化移走，降低了濃度，反應(yīng)速率減慢，故錯誤；
故答案為：bc；
（2）該反應(yīng)為正反應(yīng)氣體體積增大的放熱反應(yīng)，a時刻后平衡逆向移動，且正逆反應(yīng)速率都增大，說明改變的條件是加壓或升溫；b時刻到c時刻，平衡正向移動，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大；c時刻后加壓平衡正向移動，說明反應(yīng)物氣體物質(zhì)的量高于生成物，可能是水加壓被氧化；c時刻到d時刻，加壓正逆反應(yīng)速率都增大且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，據(jù)此畫圖，故答案為：升溫或加壓；＜；可能加壓后水被液化
；
（3）工業(yè)上以氨和空氣為原料生產(chǎn)硝酸，首先是氨的催化氧化生成NO，NO再被空氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，NO循環(huán)使用，據(jù)此畫出硝酸工業(yè)的物質(zhì)流程圖為：，故答案為：；
（4）N原子最外層5個電子，分別排布在2s和2p上，最外層電子排布為：；N ^3-離子核外電子數(shù)為10，能夠形成10電子離子的原子有 Na、Mg、Al、O、F，據(jù)已知的電子層數(shù)和質(zhì)子數(shù)判斷原子半徑大小，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，相同電子層時，質(zhì)子數(shù)越多，原子半徑越小，Na＞Mg＞Al＞O＞F；元素的非金屬性越強，其對應(yīng)氫化物越穩(wěn)定，N、O、F非金屬性依次增強，所以其氫化物穩(wěn)定性HF＞H₂O＞NH₃
故答案為：； Na＞Mg＞Al＞O＞F；HF＞H₂O＞NH₃；
（5）N原子最外層5個電子，有3個電子分別與N原子和2個H原子形成共價鍵，電子式為；氨被雙氧水氧化為游離態(tài)氮，每mol氨失3mol電子，H₂O₂得電子生成H₂O，每mol得2mol電子，所以氨分子和過氧化氫分子化學(xué)計量數(shù)之比為2：3，再據(jù)原子守恒書寫化學(xué)方程式為：2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O，
故答案為：；2NH₃+3H₂O₂=N₂+6H₂O．

點評：本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素和影響平衡移動的因素以及高于制硝酸、核外電子排布、原子半徑大小比較、非金屬性強弱比較、氧化還原反應(yīng)方程式書寫，題目跨度大，難度中等．