题目内容

(15分)硝酸铵在现代农业生产和国防中都占有重要地位,下图是云南天然气化工厂合成硝酸铵的简要生产工艺流程:

回答下列问题:
(1)N2的电子式            ,合成氨的反应中,若生成1g氨放出热量a KJ,写出该反应的热化学方程式                                          
(2)氨催化氧化的化学方程式是                                      
试从化学反应速率和化学平衡原理分析温度、压强对合成氨反应的影响                  
(3)若输送NH3的管道某处发生泄漏,检测的简单方法                                    
(4)农业生产上长期、过量使用化肥硝酸铵,会加重土壤酸化,原因是(用离子方程式回答)             
(5)25℃时,将x mol NH4NO3溶于一定量水中,向该溶液中滴加y L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水过程中水的电离平衡将   (填“正向” “不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的物质的量浓度为               (25℃时,Kb(NH3·H2O)="2.0" × 10-5 mol·L-1)。
(1) ;N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g)  △H="-34a" kJ/mol   
(2)4NH3 + 5O 4 NO+6H2O ;合成氨正反应放热,低温有利于提高转化率,但反应速率过慢,故合成氨采用高温(400℃-500℃);正反应体积缩小,增大压强有利于提高转化率(正向移动),故采用高压(10 MPa -30MPa)。
(3)用润湿的红色石蕊试纸检测,试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处。(其他合理答案也可)
(4)NH4++ H2O   NH3 ·H2O +H+;(5)逆向    x/200y mol·L-1

试题分析:(1)在氮气分子中两个N原子共用三对电子,所以N2的电子式是;根据题意可得合成氨气的反应的热化学方程式为N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H="-34a" kJ/mol ;(2)氨在催化剂表面被氧化为NO。该催化氧化的化学方程式是4NH3 + 5O 4 NO+6H2O ; 由于合成氨正反应是放热反应,所以从平衡角度看低温有利于提高反应物的转化率,但反应速率过慢,故合成氨采用高温(400℃-500℃);正反应体积缩小,增大压强有利于提高转化率(正向移动),故采用高压(10 MPa -30MPa)。(3)若输送NH3的管道某处发生泄漏,检测的简单方法是用润湿的红色石蕊试纸检测,试纸变蓝的位置即是氨气泄漏处。或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近,有白烟产生。(4)农业生产上长期、过量使用化肥硝酸铵,会加重土壤酸化,这是因为硝酸铵是强酸弱碱盐。该盐会发生水解反应:NH4++ H2O   NH3 ·H2O +H+,消耗了水电离产生的OH-,破坏了水的大量平衡,水会继续电离,当最终达到电离平衡时c(H+)>c(OH-),所以溶液显酸性。(5)25℃时,将x mol NH4NO3溶于一定量水中,向该溶液中滴加y L氨水电离产生铵根离子和OH-,会对水的电离起抑制作用。所以滴加氨水过程中水的电离平衡将逆向移动。在该溶液中,存在电荷守恒c(NH4+)+(H+)=c(NO3-)+c(OH-).由于溶液为中性,所以c(NH4+)=c(NO3-)。由于Kb(NH3·H2O)="2.0" × 10-5 mol/L,即,所以c(NH3·H2O)= c(NH4+)·c(OH-) /Kb={(x÷y)×10-7}÷2.0 × 10-5 mol/L=" x/200y" mol/L。
练习册系列答案
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I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2、Hg2、Pb2等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是
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II、合成氨的流程示意图如下:

回答下列问题:
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(3) 设备B的名称              ,其中m和n是两个通水口,入水口是    (填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因                                            
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(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+ H2 (g) , 已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于         
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(1)E装置中制取NO2的化学反应方程式是____________________________
____________________________________________。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期在C装置中观察到的现象是________________________________________________________________。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为有以下三种可能:
①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;
②在此条件下,NO2的转化率极低;
③______________________________________________________________。
(4)此实验装置中一个明显的缺陷是__________________________________。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3:________________________________________________________。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换成Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)________。
②实验过程中,B装置中的粉末由淡黄色逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中发生反应的化学方程式为__________________________________

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