Question

【题目】NH3可用于生产硝酸和尿素。

（1）生产硝酸：

①NH3催化氧化是工业制硝酸的第一步反应，其化学方程式是______________。

②除此之外，相同条件下还可能发生以下副反应：

4NH3（g）＋4O2（g）＝2N2O（g）＋6H2O（g）

4NH3（g）＋3O2（g）＝2N2O（g）＋6H2O（g）

两个副反应在理论上趋势均很大，但实际生产中影响并不大，原因是______________。

（2）生产尿素：

①尿素的合成分两步进行；

a.2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（l）

b.NH2COONH4（l）CO（NH2）2（l）＋H2O（l）

则总反应2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l）的＝_____________。

②下图为n（NH3）：n（CO2）＝4：1时，温度对CO2的转化率的影响。解释温度升高CO2的平衡转化率增大的原因：______________。

③测定尿素样品含氮量的方法如下：取a g尿素样品，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和，则尿素样品中氮元素的质量分数是______________。

Answer 1

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 使用催化剂提高氨的催化反应的选择性 升高温度，反应b正向移动

【解析】

(1)①工业制硝酸是氨的催化氧化，第一步为氨气催化氧化为NO和水；

②催化剂具有高效性、唯一性和选择性；

(2)①根据盖斯定律可知a+b即可得到总反应式；

②温度升高，平衡向吸热反应方向移动；

③测定溶液中尿素的含量，取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，产物为(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1c2V2)×103mol，吸收氨气的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，根据N元素守恒予以解答。

(1)①工业制硝酸是氨的催化氧化，第一步为氨气催化氧化为NO和水，发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；

②结合催化剂的选择性，使用催化剂提高氨的催化反应的选择性，则两个副反应在理论上趋势均很大，但实际生产中影响并不大；

(2)①已知：a．2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)△H=-117kJ/mol；b．NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)△H=+15kJ/mol，根据盖斯定律，a+b得总反应式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)△H=-102kJ/mol；

②当n(NH3)：n(CO2)=4：1时，温度升高，CO2的平衡转化率增大是因为反应b温度升高时，平衡向正方向移动，而对反应a减小生成物，同样促进平衡正向移动；

③取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，产物为(NH4)2SO4，发生的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1c2V2)×103mol，根据反应关系，氨气的物质的量为n(NH3)=2×(c1V1c2V2)×103molmol=(2c1V1-c2V2)×10-3mol，根据N元素守恒，尿素中氮元素的物质的量为n(N)=n(NH3)=(2c1V1-c2V2)×10-3mol，则尿素中氮元素的质量分数是w=×100%=×100%。