题目内容
(10分）工业合成氨气的成功,解决了人类的重要的饥饿问题.我们在实验室中也常用NH4Cl和Ca(OH)2反应来制取一些氨气以便研究它的性质.请回答下列问题:
(1) 下图装置中能用于实验室制NH3的是____________.
(2) 写出用NH4Cl和Ca(OH)2制取氨气的反应方程式:_______________.
(3) 将湿润的红色石蕊试纸伸入充满氨气的试剂瓶中可以看到的现象是___________________.
(4) NH3在工业上除作为制作化肥的原料外,也常用来制取硝酸,其主要步骤为:
请写出下列反应的化学方程式:
NH3 → NO : _________________________________________.
Cu和浓硝酸反应:_ __________________________________________.
(10分)
(1)A (2) 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
(3) 变蓝 (4) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
【解析】
能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关．（11 分）科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3，反应的化学方程式如下：N2(g)+ 3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)。回答下列问题：
（1）进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3 h），则该反应的正反应为 反应（填“吸热”或“放热”）
| T/K | 303 | 313 | 323 |
| NH3生成量/（10-6 mol） | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
（3）合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到，H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物质的燃烧热数
据如下：
H2(g) ：△H=－285.8 kJ・mol－1；
CO(g) ：△H =－283.0 kJ・mol－1；
CH4(g) ：△H=－890.3 kJ・mol－1 。
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式__________________________________。
（4）有人设想寻求适合的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl——NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池，请写出该电极的正极反应式
（5）生成的NH3可用于制铵态氮肥，如(NH4)2SO4、NH4Cl，这些肥料显 性，原因是（用离子方程式表示）___________________________，使用时避免与________________物质合施。
2NH3
△H =-92.4 kJ/mol,开始他们将N2和H2混合气体20mol
(体积比1：1)充入5L合成塔中.反应前压强为P0,反应过程中压强用P表示，反应过程中P/P0与时间t的关系如图所示。请回答下列问题：
是一个放热反应。已知该反应生成2molNH3时，放出92kJ的热量.