8、（ 2013·辽宁五校协作体一模）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 H₂（ g） 2 NH₃（ g）△ H< 0。

①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 1 molN₂和 3 molH₂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，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。

① NH₃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 2 NO（ g）+ O₂（ g） 2 NO₂（ g）△ H> 0。该反应的反应速率（ v）随时间（ t）变化的关系如右图所示。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： 2 NO₂（ g） N₂ O₄（ g）Δ 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： 2 H₂（ g）+ O₂（ g）= 2 H₂ O（ g）△ H= -483.5 kJ/ mol

N₂（ g）+ 2 O₂（ g）= 2 NO₂（ g）△ H=+ 133 kJ/ 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 Na₂ CO₃溶液吸收 NO₂生成 CO₂。

若每 9.2 gNO₂和 Na₂ CO₃溶液反应时转移电子数为 0.1 mol，则反应的离子方程式是____________。

【解析】（ 1）①增加才催化剂只改变反应速率，对化学平衡无影响， A错；增大压强平衡正向移动， H₂转化率提高， B正确；及时分离出氨气，产物浓度减小，平正向移动， H₂转化率提高， C正确；反应放热，升高温度平衡逆向移动， D错。

②设反应消耗 N₂的物质的量为 amol，有

，解得 a=，。

若压强恒定，相当于在前一平衡的基础上增加压强，平衡右移， N 2的转化率增加，因此 a₂> a₁。

（ 2）②该反应是一个气体分子总数变化的反应，因此压强不变可以说明反应达到平衡状态， a正确； t₂时，正逆反应速率突然增大，且平衡正向移动，改变的条件可能是升高温度，也可能是增大压强， b错；容器容积不变，气体总质量不变，气体密度一直不变， c错； t₄时刻之前，平衡正向移动， NO₂浓度增大直至 t₃平衡， t₄时刻，逆反应速率突然减小，平衡正向移动，则改变的条件是减小生成物浓度，因此 NO₂浓度最大的是 t₃时刻， d正确。

③反应相同时间后，反应可能平衡，也可能未达到平衡，因此无法判断两容器中 NO₂含量的相对大小，应选 D。

（ 3）①根据盖斯定律，将第一个反应方程式乘以 2，减去第二个反应方程式，可得目标方程式，反应热做相应变化。

② 9.2 gNO₂的物质的量是 0.2 mol，转移 0.1 mol电子，说明有一个 N升高一价，有一个 N降低一价，根据题中已知条件，结合得失电子守恒、原子守恒可写出方程式。

【答案】（ 1）① bc；② 12.5%；> ；

（ 2）① 4 NH₃+ 5 O₂ 4 NO+ 6 H₂ O；② ad；③ D；

（ 3）① 4 H₂ (g)+ 2 NO₂ (g)= N₂ (g)+ 4 H₂ O (g)△ H= -1100 kJ/ mol；

② 2 NO₂+ CO₃^{2 -}= NO₃^-+ NO₂^-+ CO₂；

9、（ 2013·宁夏银川一中一模）随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究 NO_x_、 SO₂_、 CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

( 1)右图是 1 mol NO₂和 1 mol CO反应生成 CO₂和 NO过程中能量变化示意图。

已知： N₂ (g)＋ O₂ (g)＝ 2 NO (g)△ H＝＋ 1 80 kJ/ mol

2 NO (g)＋ O₂ (g)＝ 2 NO₂ (g)△ H＝－ 112.3 kJ/ mol

则反应： 2 NO (g)＋ CO (g) N₂ (g)＋ 2 CO₂ (g)的△ H是___________。

( 2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为: C (s)＋ 2 NO (g) N₂ (g)＋ CO₂ (g)。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和 NO，恒温( T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

① T₁℃时，该反应的平衡常数 K＝____________（保留两位小数）。

② 30 min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是___________。

( 3) CO可用于合成甲醇，反应方程式为： CO（ g）+ 2 H₂（ g） CH₃ OH（ g）。 CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。

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该反应Δ H_____ 0（填“>”或“ <”）。

( 4)利用 Fe²⁺、 Fe³⁺的催化作用，常温下将 SO₂转化为 SO₄²^－而实现 SO₂的处理（总反应为 2 SO₂+ O₂+ 2 H₂ O＝ 2 H₂ SO₄）。已知，含 SO₂的废气通入含 Fe²⁺、 Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 4 Fe²⁺+ O₂+ 4 H⁺＝ 4 Fe³⁺+ 2 H₂ O，则另一反应的离子方程式为__________。

( 5)有学者想以下图所示装置用原电池原理将 SO₂转化为重要的化工原料。

若 A为 SO₂， B为 O₂， C为 H₂ SO₄，则负极反应式为 __________，电池总反应式为___________ 。

( 6) CO₂在自然界循环时可与 CaCO₃反应， CaCO₃是一种难溶物质，其 Ksp= 3.8× 10^-9。 CaCl₂溶液与 Na₂ CO₃溶液混合可形成 CaCO₃沉淀，现将等体积的 CaCl₂溶液与 Na₂ CO₃溶液混合，若 Na₂ CO₃溶液的浓度为 4× 10^-4 mo 1/ L，则生成沉淀所需 CaCl₂溶液的最小浓度为。

【解析】（ 1）根据能量变化示意图，可知 NO₂ (g)＋ CO (g)= NO (g)＋ CO₂ (g)△ H=（ 134-368） kJ/ mol= -234 kJ/ mol，将该反应化学计量数乘以 2，减去第一反应，加上第二个反应，可得目标方程式，反应热作相应变化即可得。

（ 2）① 20 min后，反应达到平衡状态，则平衡常数为=≈ 0.56。

②该反应是一个气体分子总数不变的反应，因此改变压强对平衡无影响；因为反应的热效应不确定，因此不能通过改变温度是平衡移动；为使平衡向正方向移动，可增大反应物浓度或减小生成物浓度。注意 C为固体，其用量对平衡无影响。

（ 3）通过图像可知，当压强确定时，升高温度， CO的转化率减小，即升高温度平衡逆行移动，逆反应吸热，正反应放热。

（ 4） Fe²⁺、 Fe³⁺是催化剂，反应前后的量不变。用总反应减去已知的第一个反应，即可得第二个反应。

（ 5）反应最终生成 H₂ SO₄，因此负极 SO₂生成 SO₄^{2 -}，总反应为 SO₂与 O₂反应生成 H₂ SO₄。

（ 6）设所需 CaCl₂的最小浓度为 c，两溶液等体积混合后，浓度减小一半，则有，解得 c= 3.8× 10^-5 mol/ L。

【答案】（ 1） -760.3 kJ/ mol；（ 2）① 0.56；②减小 CO₂的浓度（合理答案均可）；

（ 3）<；（ 4） 2 Fe³^＋＋ SO₂＋ 2 H₂ O= 2 Fe²^＋＋ SO₄²^－＋ 4 H^＋；

（ 5） SO₂＋ 2 H₂ O－ 2 e^－= SO₄²^－＋ 4 H^＋； 2 SO₂＋ O₂＋ 2 H₂ O= 2 H₂ SO₄或 2 SO₂＋ O₂＋ 2 H₂ O= 4 H^＋＋ 2 SO₄²^－；

（ 6） 3.8× 10^-5 mol/ L。

10、（ 2013·天津十二区县联考）氮是地球上含量丰富的一种元素，氨和肼（ N₂ H₄）是氮的两种常见化合物，在科学技术和生产中有重要的应用。

I.（ 1） N₂ H₄中的 N原子最外层达到 8电子稳定结构，写出 N₂ H₄的结构式_____________。

（ 2） NH₃与 NaClO反应可得到肼（ N₂ H₄），该反应的化学方程式为___________________。

（ 3）肼是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如右图所示，写出肼燃烧的热化学方程式______________。

II.氨的合成是最重要的化工生产之一。

已知： N₂（ g）＋ 3 H₂（ g） 2 NH₃（ g）Δ H＝－ 92.4 kJ· mol^－¹

在 3个体积均为 2 L的密闭容器中，在相同的温度下，使用相同的催化剂合成氨，实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：

试回答：

（ 1）下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是______________（填写序号字母）。

a．容器内 N₂、 H₂、 NH₃的浓度之比为 1︰ 3︰ 2 b． v（ N₂）_正＝ 3 v（ H₂）_逆

c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变

（ 2）分析上表数据，下列关系正确的是_________（填写序号字母）。

A． 2 c₁＞ 1.5 mol· L^-1 B． w₃= w₁ C． 2ρ₁=ρ₂ D． K_甲= K_乙= K_丙

（ 3）容器乙中反应从开始到达平衡平均速率为 v( H₂)= _____________。

III.直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是 4 NH₃+ 3 O₂= 2 N₂+ 6 H₂ O，电解质溶液一般使用 KOH溶液，则负极电极反应式是__________。

【解析】 I.（ 1） N₂ H₄中的 N原子最外层达到 8电子稳定结构，电子式为，据此可写出其结构式。

（ 2）根据氧化还原反应得失电子守恒及原子守恒，可判断反应产物为 N₂ H₄、 NaCl和 H₂ O，方程式即可写出。

（ 3） N 2 H 4燃烧生成 N 2和 H 2 O，反应热为断裂化学吸收的能量减去形成化学键释放的能量，即Δ H=（ 2218-2752） kJ· mol^－¹= -534 kJ· mol^－¹。

II．（ 1）容器内 N₂、 H₂、 NH₃的浓度之比为 1︰ 3︰ 2，反应不一定平衡， A错； v( H₂)_逆= 3 v( N₂)_逆， v（ N₂）_正＝ 3 v（ H₂）_逆= 9 v( N₂)_逆，正逆反应速率不等，未达平衡状态， B错；该反应前后气体分子总数发生变化，因此压强不变可说明反应达到平衡状态， C正确；容器体积不变，气体总质量不变，因此密度不变不能说反应达到平衡状态， D错。

（ 2）三个容器中，丙相当于初始时加入 1 molN₂、 3 molH₂，甲相当于在丙的基础上增加了 1 molN₂，平衡正向移动，因此 w₁不等于 w₃， C错；乙容器中各物质的初始量是甲的 2倍，若乙的容积是甲的二倍，则二者平衡状态相同，乙中各物质的量是甲中的二倍，现在甲、乙容器容积相等，乙相当于在甲二倍的基础上压缩体积，压强增大，平衡正向移动，因此 2 c₁＞ 1.5 mol· L^-1， A正确；乙中物质的质量是甲中的二倍，但二者体积相同，因此 2ρ₁=ρ₂， C正确；三个容器温度相同，因此平衡常数相同， D正确。

（ 3）， v( H₂)= 3 v( N₂)= 0.3 mol· L^-1· min^-1。

III．燃料电池的负极通入的是燃料，因此 NH₃在负极失电子产生 N₂。

【答案】 I．（ 1）；（ 2） 2 NH₃+ NaClO＝ N₂ H₄+ NaCl+ H₂ O；

（ 3） N₂ H₄ (g)+ O₂ (g)= N₂ (g)+ 2 H₂ O( g)Δ H＝－ 534 kJ· mol^－¹；

II．（ 1） C；（ 2） A C D；（ 3） 0.3 mol· L^-1· min^-1；

III． 2 NH₃+ 6 OH^-+ 6 e^-= N₂+ 6 H₂ O；