Question

（1）合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义．工业合成
氨的原理是：N₂+3H₂2NH₃△H＜0，生产流程如图1所示．
①X的化学式为______；
②图中条件选定的主要原因是（选填字母序号）______；
A．升高温度、增大压强均有利于氨的合成
B．铁触媒在该温度时活性大
C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
③改变反应条件，会使平衡发生移动．图2表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势．当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母序号）______，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号）______．
（2）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电．
④用方程式表示氨气溶于水且显弱碱性的过程：______；
⑤氨水中水电离出的c（OH^-）______　10^-7 mol?L^-1（填写“＞”、“＜”或“=”）；
⑥将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小依次为______．

Answer 1

解：①合成氨工业有下列流程：原料气制备、原料气净化和压缩、氨的合成、氨的分离，从图1生产流程知，原料气氮气和氢气，经过氨的合成、氨的分离，所以X为氨气，Y为氮气和氢气的混合气，再循环利用，故答案为：NH₃；
②A．升高温度，能使反应速率加快，但该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于氨的合成；增大压强，能使反应速率加快，反应也向正反应方向移动，但过高的压强，反应成本高，故A错误；
B．实际生产中采用400～500℃的高温，催化剂的催化活性最高，可以增加反应速率，缩短达到平衡的时间；故B正确；C．合成氨工业的原理是：N₂+3H₂2NH₃△H＜0，从化学平衡的角度看，温度越低，压强越大，越有利于合成氨，工业生产以经济利益最大化为目的，所以工业生产受动力、材料、设备等条件的限制，目前的生产条件为：催化剂-铁触媒，温度-400～500℃，压强-30～50MPa，故C正确；
故答案为：BC．
③合成氨工业的原理是：N₂+3H₂2NH₃△H＜0，因△H＜0，从化学平衡的角度看，正反应为放热反应，温度越低，越有利于合成氨，增加温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减少；正反应为体积缩小的反应，所以压强越大，越有利于合成氨，增大压强时平衡向右进行，氨气的百分含量增大，结合图象可以知道c符合要求．又因为合成氨反应是一个放热反应，可以得出随着温度的升高，平衡向氨气减少的方向移动，结合图象可以知道a符合要求；答案为：c；a；
（2）④氨气和水反应生成氨水，氨水电离生成氢氧根离子和铵根离子，方程式为：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，
故答案为：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
⑤水电离出氢离子和氢氧根离子，氨水是弱碱，电离出电离生成氢氧根离子和铵根离子，对水的电离起抑制作用，所以水电离出的c（OH^-）＜10^-7 mol?L^-1，故答案为：＜；
⑥将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，反应生成氯化铵溶液，铵根离子水解，c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），氯化铵为强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），水解极其微弱，所以c（NH₄⁺）＞c（H⁺），
故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
分析：（1）①根据题干中的流程图解答；
②该反应为可逆反应，根据化学平衡移动原理进行解答；
③合成氨反应是一个体积减小反应，可以得出随着压强的增大，平衡向氨气增大的方向移动，结合图象可以知道c符合要求．又因为合成氨反应是一个放热反应，可以得出随着温度的升高，平衡向氨气减少的方向移动，结合图象可以知道a符合要求；
（2）④氨气和水反应生成氨水，氨水电离生成氢氧根离子和铵根离子，据此解答；
⑤氨水是弱碱，对水的电离起到抑制作用；
⑥将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，反应生成氯化铵溶液，铵根离子水解；
点评：本题主要考查了合成氨工业，题目综合性强，难度较大，掌握合成氨工业的流程，掌握化学反应速率、化学平衡的移动以及热化学部分的知识，是解答本题的关键．