Question

3．NH₂經一系列反應可以得到NNO₃和NH₄NO₂，如同1所示．

（1）在恒容密閉容器中通入NO₂并發生反應2NO₂（g）?N₂O₄（g）．溫度T₁、T₂下，NO₂的物質的量濃度c（NO₂）隨時間變化的曲線如圖2所示
①T₂下，在0-t₁min內，v（N₂O₄）═$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol/（L•min）
②M點的正反應速率v_正大于N點的逆反應速率v_逆（填“大于”“小于”或“等于”）
③M點時，在加入一個定量NO₂，平衡后NO₂的轉化率變大（填“大于”“小于”或“等于”）
（2）Ⅲ中，將NO₂（g）轉化為N₂O₄（l），在制備濃硝酸．N₂O₄與O₂、H₂O化合的化學方程式是2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃（填一個）
（3）Ⅳ中，電解NO制備NH₄NO₂，其工作原理如圖3所示，為使電解產物全部轉化為NH₄NO₂，需補充物質A，A是NH₃，說明理由：根據得失電子守恒，陽極產生的NO₃^-的物質的量大于陰極產生的NH₄⁺的物質的量，所以需補充NH₃．

Answer 1

分析 （1）①根據v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率，在0-t₁min內，NO₂的物質的量濃度變化了（a-b）mol/L，2NO₂（g）?N₂O₄（g），則N₂O₄的物質的量濃度變化了$\frac{a-b}{2}$mol/L；
②溫度越高，反應速率越大，溫度T₁先到達平衡點，溫度T₁＞T₂，根據在溫度T₁、T₂下，M點表示平衡狀態v_正=v_逆，N點表示未達平衡狀態，平衡正向進行v_正＞v_逆分析；
③在恒容密閉容器中，M點表示平衡狀態，再加入一個定量NO₂，2NO₂（g）?N₂O₄（g），平衡向正反應方向進行，平衡后NO₂的轉化率變大；
（2）N₂O₄與O₂、H₂O化合生成硝酸，根據得失電子守恒和原子守恒寫出反應的方程式；
（3）根據電解NO制備NH₄NO₃的反應方程式分析判斷，陽極反應為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O；

解答 解：（1）①由圖可知，T₂下，在0-t₁min內，NO₂的物質的量濃度變化了（a-b）mol/L，則N₂O₄的物質的量濃度變化了$\frac{a-b}{2}$mol/L，故化學反應速率v（N₂O₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{a-b}{2{t}_{1}}$mol/（L•min）；
②由圖可知，溫度T₁先到達平衡點（先出現拐點），溫度T₁＞T₂，所以在溫度T₁、T₂下，到達平衡時v_1正＞v_2正，在溫度T₁下，M點表示平衡狀態v_1正=v_1逆，N點表示未達平衡狀態，平衡正向進行v_2正＞v_2逆，所以M點的正反應速率v_正大于N點的逆反應速率v_逆，
故答案為：大于；
③在恒容密閉容器中，增大壓強，平衡向體積縮小的方向移動，M點表示平衡狀態，再加入一個定量NO₂，既增大了反應物的濃度，又增大了壓強，平衡正向移動，相對原平衡二氧化氮轉化率增大，
故答案為：變大；
（2）N₂O₄與O₂、H₂O化合生成硝酸，其反應的化學方程式為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃，
故答案為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃；
（3）電解NO制備NH₄NO₃，陽極反應為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，從兩極反應可看出，要使得失電子守恒，陽極產生的NO₃^-的物質的量大于陰極產生的NH₄⁺的物質的量，總反應方程式為：8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，因此若要使電解產物全部轉化為NH₄NO₃，需補充NH₃；
故答案為：NH₃；根據得失電子守恒，陽極產生的NO₃^-的物質的量大于陰極產生的NH₄⁺的物質的量，所以需補充NH₃．

點評 本題考查了化學反應速率的計算、影響平衡的因素、化學方程式書寫、電解的應用等，題目涉及的知識點較多，側重于考查學生的綜合運用能力，題目難度中等，注意基礎知識的積累掌握．