Question

【題目】氮及氮的化合物在生產生活中有著重要的用途。

Ⅰ.某化學興趣小組利用以下裝置模擬合成氨并制備少量氨水

已知：加熱(85℃) NH4Cl和NaNO2飽和溶液可以制取N2.

（1）用B儀器制取氫氣(所用的藥品是鋅粒和稀鹽酸)要做到“隨開隨用，隨關隨停”。可以選取下列______裝置。

為了完成實驗,裝置從左到右接口的連接順序是(裝置不可重復使用):_______________

（2）D中玻璃纖維的作用是：__________。

（3）小組中甲同學認為F裝置不太合理,實驗中會產生倒吸。乙同學認真分析后認為該裝置無需改進,他的理由是:___________。

Ⅱ.在通常情況下存在2NO2(g)N2O4(g)的反應。恒溫下,將一定量NO2和N2O4(g)的混合氣體充入容積固定的2L密閉容器中，其中各氣體物質的量濃度隨時間變化關系如圖所示。

（4）反應2NO2(g)N2O4(g)的熵變 ΔS____0，焓變ΔH_____0(填“>”、“<“”或“=”)。

（5）可作為判斷上述可逆反應達到平衡狀態的依據的是______

A.2v(N2O4)=v(NO2)

B.容器中壓強不變

C.容器中氣體的密度不變

D.容器中NO2的體積分數不變

E.容器內氣體的顏色不變

（6）前10min內,用v(NO2)表示的反應速率為____mol·L-1·min-1.

（7）該條件下達到平衡狀態時容器中氣體壓強是起始時壓強的____倍.

Answer 1

【答案】 甲乙丁 b i hc fg(或gf) kj 增大氣體與催化劑鐵觸媒的接觸面積 該反應為可逆反應，反應物的轉化率低，NH3中混有較多難溶于水的氣體，裝置F中不會產生倒吸 < < B D E 0.04 mol·L－1·min－1 1.25

【解析】(1)用B儀器制取氫氣(所用的藥品是鋅粒和稀鹽酸)要做到“隨開隨用，隨關隨停”，甲乙丁都可以通過控制活塞的開關達到要求，丙裝置無法使液體和固體分離開，使反應停止；A是氮氣的發生裝置，B是制取氫氣的裝置，C是氮氣和氫氣的混合并干燥的裝置，D是氮氣和氫氣的反應裝置，E中氫氧化鈉可以除去氫氣中的氯化氫氣體，F是吸收生成的氨氣的裝置，G為點燃尾氣中的氫氣的裝置。利用A中氯化銨和亞硝酸鈉飽和溶液加熱85°C可以制備N2，B中利用Zn與稀鹽酸反應制備氫氣，通過裝置E除去氫氣混有的HCl氣體，然后和氮氣通過C中濃硫酸干燥并混合后通入D中合成氨，再利用F裝置中水吸收生成的氨氣，氫氣的尾氣利用點燃的方法除去，則裝置從左到右接口順序是bihcefg(或gf)kjl，故答案為：甲乙丁；b i hc； fg(或gf) kj；

(2)D中是氮氣和氫氣合成氨，玻璃纖維的作用是增大氣體與催化劑鐵觸媒的接觸面積，

故答案為：增大氣體與催化劑鐵觸媒的接觸面積；

(3)小組中甲同學認為F裝置不太合理，實驗中會產生倒吸．乙同學認真分析后認為該裝置無需改進，因為該反應為可逆反應反應物的轉化率低，氨氣中混有較多難溶于水的氣體，裝置F中不會產生倒吸，故答案為：該反應為可逆反應反應物的轉化率低，氨氣中混有較多難溶于水的氣體，裝置F中不會產生倒吸；

(4)反應2NO2(g)N2O4(g)的熵變 ΔS＜0，反應能夠自發進行，根據△G=△H-T△S＜0，焓變ΔH＜0，故答案為：<；<；

(5)A.根據方程式，2v(N2O4)=v(NO2)始終相等，不能判斷達到平衡狀態，錯誤；B.容器中壓強不變，說明氣體的物質的量不變，能夠說明達到平衡狀態，正確；C.容器中氣體的質量和條件不變，密度始終不變，不能判斷達到平衡狀態，錯誤；D.容器中NO2的體積分數不變，說明物質的量不變，說明濃度不變，能夠說明達到平衡狀態，正確；E.容器內氣體的顏色不變，說明NO2的濃度不變，能夠說明達到平衡狀態，正確；故選BDE；

(6)根據圖像變化可知二氧化氮增加，四氧化二氮減小，二氧化氮變化的物質的量濃度=0.6mol/L-0.2mol/L=0.4mol/L，反應速率v===0.04mol/(Lmin)，故答案為：0.04 mol·L－1·min－1；

(7) 2NO2(g)N2O4(g)，

起始量(mol/L) 0.6 0.2

變化量(mol/L) 0.2 0.4

平衡量(mol/L) 0.4 0.6

同溫同體積條件下，氣體的壓強之比等于物質的量之比，達到平衡狀態時容器中氣體壓強與起始時壓強之比===1.25，故答案為：1.25。