Question

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：

（1）如图1是1 mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图（图中涉及物质均为气态），请写出NO₂和CO反应的热化学方程式　　　　。

（2）在0.5L的密闭容器中，充入一定量的氮气和氢气进行反应，三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图2所示。则Y是　　　　，2min内N₂的反应速率υ(N₂)= 　　　　。

　　　

　　图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2

（3）硝酸工业在国民经济、国防工业和航天事业中占有重要地位。随着化学纤维、近代有机合成、火箭、导弹等工业的迅速发展，需要使用大量的硝酸。

①工业生产中用铂系金属作为催化剂，用氨氧化法制取硝酸。第一步反应为氨在催化剂作用下与氧气发生反应生成NO，写出反应化学方程式　　　　。

②铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将方程式表示为：Cu+HNO₃ → Cu(NO₃)₂+NO↑+NO₂↑+H₂O （方程式未配平）。反应中还原产物是　　　　，0.6mol Cu被硝酸完全溶解后，如果得到的NO和NO₂物质的量相同，则得到标准状况下气体体积为　　　　L。

Answer

（1）NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) ；⊿H =－234kJ·mol-1（2分）

（2）H2（1分），0.1mol•L-1•min-1 （1分，不写单位不给分，下同）

（3）①4NH3+5O24NO+6H2O （2分）  ②NO和NO2 （1分）；13.44 （2分）

【解析】（1）根据图1可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以是放热反应，热化学方程式为NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) ；⊿H =－234kJ·mol-1。

（2）根据图像可知，X、Y的物质的量减小，平衡时分别减少0.1mol和0.3mol，所以Y是氢气，X是氮气。氮气的反应速率是

（3）①氨催化氧化的方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。

②氧化剂被还原所生成的物质是还原产物，所以硝酸的还原产物是NO和NO2。0.6mol铜失去1.2mol电子，因此NO和NO2的物质的量是1.2mol÷4＝0.3mol，其体积都是6.72L，所以总共是13.44 L。