Question

17．空气是一种宝贵资源，如利用空气中分离出的氮气合成氨气，合成氨对社会发展和人类进步做出了巨大贡献，下列是合成氨的工艺流程图：

（1）空气中氮气的体积分数约为78%；
（2）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法．如控制温度在-183℃时，可将空气中N₂与O₂分离．根据下表中物质的沸点判断，要将产物NH₃与N₂、H₂分离开来，温度应该控制在-33.35℃．

物质	H2	N2	O2	NH3
沸点	-252℃	-195.8℃	-183℃	-33.35℃

（3）图中所标出的①②③④⑤的变化中，其中属于物理变化的过程是①④⑤，流程中能循环使用的物质是氮气、氢气；
（4）写出N₂、H₂反应生成NH₃的化学方程式N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃；
（5）用“”分别表示N2、H2、NH3．观察图，写出符合在催化剂表面合成氨反应的顺序⑤④①②③（将下面五张图按反应过程顺序用数字序号排列）；

（6）氨气是大气污染物，不能任意排放到空气中．下列物质排放到空气中，不会造成大气污染的是D（填字母序号）．
A．一氧化碳   B．二氧化碳   C．二氧化氮   D．氮气．

Answer 1

分析 （1）空气中氮气的体积分数约为78%；
（2）根据提供的信息可以判断分离物质时需要控制的温度；
（3）没有生成新物质的变化属于物理变化，生成新物质的变化属于化学变化；
（4）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
（5）根据图中提供的信息可以判断反应过程；
（6）一氧化碳和二氧化氮有毒，二氧化碳是一种重要的温室气体．

解答 解：（1）空气中氮气的体积分数约为78%．
故填：78%．
（2）控制温度在-183℃时，可将空气中N₂与O₂分离，因此要将产物NH₃与N₂、H₂分离开来，温度应该控制在-33.35℃．
故填：-33.35．
（3）从空气中分离出氮气的过程中，没有生成新物质，属于物理变化，从含有氮气、氢气的混合物中分离出氨气的过程中，没有生成新物质，属于物理变化，从氨气中分离出氮气和氢气的过程中，没有生成新物质，属于物理变化；
由工艺流程可知，流程中能循环使用的物质是氮气、氢气．
故填：①④⑤；氮气、氢气．
（4）由N₂、H₂反应生成NH₃的化学方程式为：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃．
故填：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃．
（5）符合在催化剂表面合成氨反应的顺序是：氮气和氢气混合，附着在催化剂表面，在催化剂作用下氮分子分解成氮原子，氢分子分解成氢原子，氮原子和氢原子结合生成氨分子，最后脱离催化剂，即顺序是⑤④①②③．
故填：⑤④①②③．
（6）一氧化碳和二氧化氮有毒，二氧化碳是一种重要的温室气体，因此下列物质排放到空气中，不会造成大气污染的是氮气．
故选：D．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．