Question

（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）。

 

Answer 1

（1） ；N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H=-34a kJ/mol

（2）4NH3 + 5O2 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

【解析】

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 + 5O2 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。

考点：考查物质的电子式、方程式、热化学方程式的书写、外界条件的选择、氨气的检验、弱电解质的浓度的计算的知识。