问题 填空题

(I)下图是工业生产硝酸铵的流程。

(1)吸收塔C中通入空气的目的是                           。A、B、C、D四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是         (填字母)。

(2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g)    △H =-1266.8kJ/mol

N2(g) + O2(g) = 2NO(g)     △H =" +180.5" kJ/mol

写出氨高温催化氧化的热化学方程式:                                                          

(II)某合作小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。

(3)该反应的离子方程式为___________________________________________________。

(4)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。

A.反应放热导致温度升高           B.压强增大

C.生成物有催化作用              D.反应物接触面积增大

(5)初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:

时间/min05101520253550607080
温度/℃25262626262626.527272727
 

结合实验目的和表中数据,你得出的结论是__________________________________。

(6)进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物(含中间产物)可能对反应有催化作用,请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整:

实验

编号

铜片

质量/g

0.1mol·L-1

硝酸体积/mL

硝酸铜

晶体/g

亚硝酸钠

晶体/g

实验目的
520______________实验①和②探究_________的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。
5200.50
52000.5
 

答案

(I)(1)使NO全部转化成HNO3 (或提供O2氧化NO)(2分); ABC(2分)(少1个扣1分,多1个没有分)

(2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)  △H=-905.8kJ/mol(3分)

(II)(3)3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO↑+4H2O (3分)

(4)AC(2分)

(5)温度不是反应速率明显加快的主要原因。(2分)

(6)(2分)

实验编号铜片

质量/g

0.1mol·L-1

硝酸体积/mL

硝酸铜

晶体/g

亚硝酸钠

晶体/g

实验目的
520 0  0 实验①和②探究

   Cu2 的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。

5200.50
52000.5
 

题目分析:(1)在整个生产流程中,第一次通入空气为了提高氨气的转化率,第二次是为了提高一氧化氮生成硝酸的转化率;整个流程中涉及的反应方程式有:①N2+3H2⇌2NH3②4NH3+5O=4NO+6H2O③2NO+O2═2NO2④3NO2+H2O═2HNO3+NO

⑤4NO2+O2+H2O═4HNO3⑥NH3+HNO3═NH4NO3,其中①②③④⑤属于氧化还原反应,即ABC属于氧化还原反应。

(2)氨高温催化氧化的热化学方程式可由①+2×②可得4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g),所以△H=-1266.8kJ/mol+2×180.5 kJ/mol=-905.8kJ/mol

(3)铜与稀硝酸反应的离子方程式:3Cu+8H+2NO3 = 3Cu2+2NO↑+4H2

(4)影响化学反应速率的因素有压强、浓度、温度、催化剂、接触面积等,但是在铜与稀硝酸的反应中,压强不影响,硝酸的浓度随反应进行减小,铜的接触面积也减小,因此浓度、接触面积都不会加快反应速率;但是金属与酸的反应是放热反应,所以有可能是温度升高加快了反应速率,也有可能是生成物具有催化作用,生成的物质作催化剂加快了反应,故选AC。

(5)从表格中数据可知反应的80min中温度升高不多,因此温度对反应速率影响不大,不是主要因素。

(6)排除了温度因素后,探究生成物对反应的催化作用,所以生成物中或中间产物中可能有催化作用的是Cu2和亚硝酸根,所以控制变量进行探究,实验①和②探究Cu2的影响,实验①和③探究亚硝酸根的影响。

选择题
问答题 简答题