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(I)下图是工业生产硝酸铵的流程。

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(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/min

0

5

10

15

20

25

35

50

60

70

80

温度/℃

25

26

26

26

26

26

26.5

27

27

27

27

 

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

5

20

_______

_______

实验①和②探究_________的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。

5

20

0.5

0

5

20

0

0.5

 

 

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的 硝酸体积/mL 硝酸铜 晶体/g 亚硝酸钠 晶体/g 实验目的 ① 5 20  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。 ② 5 20 0.5 0 ③ 5 20 0 0.5 【解析】 试题分析:(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+5O2 =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↑+4H2O  (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。 考点:本题考查的是氧还原反应、化学反应与能量、化学反应速率影响因素。
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