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16.工业上生产硝酸的主要过程如下:
I、以N2和H2为原料合成氨气.反应为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)+Q.
(1)下列措施可以提高H2的转化率的是(填选项序号)bc.
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,气体的总物质的量是原来的$\frac{15}{16}$,则N2的转化率α1=     ;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为α2,则α2>α1 (填“>”、“<”或“=”).
II、以氨气、空气为主要原料制硝酸.
(3)氨气催化氧化的催化剂是三氧化二铬或铂丝;氨气也可以在纯氧中燃烧生成无毒、无污染的产物,其燃烧方程式为4NH3+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N2+6H2O.
(4)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)-Q.
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)ab.
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,采取的措施可以是升高温度
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t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值
III、硝酸厂常用如下2种方法处理尾气.
(5)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)+483.6KJ
N2(g)+2O2(g)→2NO2 (g)+67.7KJ
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是  4H2(g)+NO2(g)→N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5KJ/mol.
(6)碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2.若9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,则反应的离子方程式是CO32-+2NO2=CO2↑+NO2-+NO3-.

分析 Ⅰ、(1)根据影响化学平衡移动的因素:催化剂不改变平衡,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,减少生成物,平衡正向移动,温度升高向着吸热方向移动.
(2)设氢气的转化率为x,根据三段式用x表示平衡状态时各组分的量,由题平衡状态时,气体的总物质的量是原来的$\frac{15}{16}$计算;压强恒定,该反应是体积减小的反应,相当于在恒容条件下增加压强.
Ⅱ、(3)氨气催化氧化的催化剂是三氧化二铬或铂丝;氨气在纯氧中燃烧生成无毒、无污染的产物为氮气和水.
(4)根据反应速率与时间的变化关系推测改变反应速率的因素,t2时为升高温度或减小压强,t5是减小二氧化氮的浓度.
Ⅲ、(5)根据盖斯定律.
(6)根据氧化还原反应的规律,得失电子总数相等,推测生成物为硝酸根和亚硝酸根.

解答 解Ⅰ、(1)a、催化剂不改变平衡,氢气的转化率不变,a错误;
b、增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动,即该反应的正方向,氢气的转化率增大,b正确;
c、及时分离出氨气,平衡正向移动,所以氢气的转化率增大,c正确;
d、温度升高向着吸热方向移动,即该反应的逆方向,氢气的转化率减小,d错误;
故答案为:b c;
( 2)设氮气的转化率为x,根据三段式:
                       N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始物质的量:1              3           0
转化物质的量:x              3x          2x
平衡物质的量:1-x           3-3x       2x
平衡时气体的总物质的量是起始的$\frac{15}{16}$,则有;$\frac{15}{16}$×(1+4)=1-x+3-x+2x,x=0.125=12.5%;正反应是个气体体积减小的反应,恒压,则相当于在恒容时增大压强,反应正方向移动,氮气转化率增大.
故答案为:12.5%;>;
Ⅱ、(3)氨气催化氧化的催化剂是三氧化二铬或铂丝;氨气在纯氧中燃烧生成无毒、无污染的产物为氮气和水,燃烧方程式为4NH3+3 O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2 N2+6H2O,
故答案为:三氧化二铬或铂丝;4NH3+3 O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2 N2+6H2O;
(4)a:该反应是个气体体积减小的反应,达到平衡时压强保持恒定,a正确;b:该反应正反应是个吸热反应,升高温度,反应正方向移动,正反应也是体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,由图,t2时,正反应逆反应速率都增大,正反应增大的更多,正方向移动,所t2时是升高温度或增大压强,b正确;c:反应混合气体总质量不变,恒容体积不变,所以密度保持恒定,不能判断平衡状态,c错误;d:t2时正向移动,二氧化氮体积分数增大,t3达到平衡,t4正反应速率不变,逆反应速率减小,反应正向移动,应是降低二氧化氮浓度,二氧化氮的体积分数减小,所以在t3时二氧化氮的体积分数最大,d错误.
故答案为:a b;       
Ⅲ、(5)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=+483.6KJ/mol
                        ②N2(g)+2O2(g)=2NO2 (g)△H=+67.7KJ/mol
由盖斯定律:①×2-②得:4H2(g)+NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5KJ/mol
故答案为:4H2(g)+NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=+899.5KJ/mol;
(6)二氧化氮的物质的量为$\frac{9.2g}{46g/mol}$=0.2mol,充分反应时转移0.1mol电子,则说明该0.2mol二氧化氮中有0.1mol得电子变成硝酸根离子,另0.1mol二氧化氮失电子成亚硝酸根离子,所以该离子方程式为:CO32-+2NO2=CO2↑+NO2-+NO3-
故答案为:CO32-+2NO2=CO2↑+NO2-+NO3-

点评 本题考查了化学平衡的综合运用,盖斯定律,热化学方程式的书写以及氧化还原反应,难度较大.

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(1)当溶液中Ba2+开始沉淀,溶液中CrO42-的浓度为多少?
(2)当溶液中Ba2+沉淀完全时,Sr2+是否开始沉淀?

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4.下列反应中,一定不能自发进行的是(  )
A.2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)△H=-78.03 kJ•mol-1,△S=494.4 J•mol-1•K-1
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C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)△H=-444.3 kJ•mol-1,△S=-280.1 J•mol-1•K-1
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11.在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.2mol的CO和 0.2mol的 H2O(g),在催化剂存在的条件下恒温下发生如下反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g);△H=a kJ/mol(a>0).反应达到平衡后,测得c(CO):c(CO2)=3:2.下列说法正确的是(  )
A.当体系压强不变时反应一定达到平衡
B.反应放出的热量为 0.2a kJ
C.若升高温度,v(正)加快,v(逆)减慢,平衡正向移动
D.在相同条件下再加入0.2mol的CO和0.2mol的 H2O(g),重新达平衡时,c(CO):c(CO2)=3:2

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1.某温度下,对可逆反应:2X(g)+Y(g)?Z(g)+W(s)△H>0的下列叙述不正确的是(  )
A.容器体积不变,充入与反应体系不反应的N2,反应速率不变;压强不变,充入N2,反应速率减小
B.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率也一定增大
C.恒温恒容下,若X、Y起始物质的量之比为2:1,则X、Y的转化率始终相等
D.恒温恒压下,该反应达到平衡后若只增加Z的量,重新达到平衡,各物质的物质的量之比可能不变

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8.下列叙述不正确的是(  )
A.碳酸氢钠加热可以分解,因为升高温度利于熵增的方向自发进行
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C.水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程,改变条件也不可能自发进行
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5.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害.在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g)    K=0.1,反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol.下列说法不正确的是(  )
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②碱式滴定管用蒸馏水洗后未用待装液润洗;
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④取碱液时滴定管尖嘴处未充满溶液,取完后,充满溶液;
⑤锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗;
⑥滴定时摇动锥形瓶将液体溅出瓶外;
⑦滴定过程中,滴定管漏出液体,溅至锥形瓶外;
⑧读取标准溶液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视.
A.②④B.①③⑤⑦C.④⑧D.②④⑥⑧

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