题目内容

电闪雷鸣是自然界中司空见惯的现象,地球上每年平均发生31万余次闪电.
(1)当电闪雷鸣之时,空气会发生很多化学反应,试写出与氮元素有关的化学方程式.
(2)设某次雷电中放出的能量为1.5×10-7kJ,空气中的氮气和氧气直接化合,已知1mol O2和1mol N2化合时要吸收180.74kJ的能量,闪电时有
11000
的能量用于这一反应,那么:
①此次闪电所产生的NO的物质的量有多大?
②此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了多少尿素[CO(NH2)2]化肥?
分析:(1)在放电条件下,氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮气体;一氧化氮不溶于水,在常温下易跟空气中的氧气化合,生成红棕色的二氧化氮气体;二氧化氮易溶于水,它溶于水后生成硝酸和一氧化氮,据此分析解答;
(2)1mol O2和1mol N2化合时要吸收180.74kJ的能量,闪电时有
1
1000
的能量用于这一反应,根据N2+O2
 放电 
.
 
2NO进行解答;根据化学式计算可知,此次闪电的生成物NO与尿素的含氮量相等,据此列出比例式,就可计算出尿素的质量.
解答:解:(1)空气中的N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,N2+O2
 放电 
.
 
2NO;
一氧化氮的密度比空气略大,不稳定,常温下就易与空气中的O2反应生成红棕色的二氧化氮气体,2NO+O2=2NO2;
二氧化氮气体有毒,易与水反应生成硝酸(HN03)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO;
答:与氮元素有关的化学方程式为N2+O2
 放电 
.
 
2NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)①1mol O2和1mol N2化合时要吸收180.74kJ的能量,由N2+O2
 放电 
.
 
2NO化学方程式可知,1molO2和1molN2化合生成2molNO,所以此次闪电所产生的NO的物质的量为
1.5×10-7KJ×
1
1000
180.74KJ
×2mol=165.98mol,
答:此次闪电所产生的NO的物质的量165.98mol;
②设此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了xg尿素化肥,可列方程式:
2NO~2N~CO(NH2)2;
2             1
165.98mol    
xg
60g/mol

165.98mol=
xg
60g/mol
×2

解得,x=4979.4g,
答:此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了4979.4g的尿素化肥.
点评:本题主要考查了氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质、运用化学方程式进行计算的能力,理解反应原理、正确书写化学方程式是解答的关键,题目难度中等.
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