题目内容
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）=2.0×10-5mol?L-1）．
回答下列问题：
（1）N2的电子式
（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
考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：（1）氮气分子中存在氮氮三键，氮原子最外层都达到8电子稳定结构，据此写出氮气的电子式；合成1g氨气放出akJ热量，则可计算出生成2mol氨气放热的热量，然后根据热化学方程式的书写原则写出合成氨的热化学方程式；
（2）氨气与氧气在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮和水；根据温度、压强对化学反应速率、化学平衡的影响角度分析合成氨中的温度、压强；
（3）氨气为碱性气体，可以用湿润的红色石蕊试纸检验；氨气与氯化氢反应生成氯化铵，会出现白烟，据此进行解答；
（4）硝酸铵能够电离出铵根离子，铵根离子发生水解生成一水合氨和氢离子，溶液显示酸性；
（5）氨水能够电离出氢氧根离子，抑制了水的电离；根据氨水电离平衡常数表达式计算．
（2）氨气与氧气在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮和水；根据温度、压强对化学反应速率、化学平衡的影响角度分析合成氨中的温度、压强；
（3）氨气为碱性气体，可以用湿润的红色石蕊试纸检验；氨气与氯化氢反应生成氯化铵，会出现白烟，据此进行解答；
（4）硝酸铵能够电离出铵根离子，铵根离子发生水解生成一水合氨和氢离子，溶液显示酸性；
（5）氨水能够电离出氢氧根离子，抑制了水的电离；根据氨水电离平衡常数表达式计算．
解答：
解：（1）在氮气分子中两个N原子共用三对电子，所以N2的电子式为：
；
若生成1g氨放出热量a kJ，2mol氨气的质量为：17g/mol×2mol=43g，则生成2mol氨气放出的热量为34g，则合成氨气的热化学方程式为：N2（g）+3H2 （g）?2NH3 （g）△H=-34akJ/mol，
故答案为：；N2（g）+3H2 （g）?2NH3 （g）△H=-34akJ/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为：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），
故答案为：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）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，
故答案为：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；
（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，
故答案为：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；
（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，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，则（H+）=c（OH-），所以c（NH4+）=c（NO3-），由于Kb（NH3?H2O）=2.0×10-5mol/L，即：Kb=
=2.0×10-5mol/L，
设加入的氨水物质的量为n，混合液体积为V，由于c（NH4+）=c（NO3-），相当于溶液中的一水合氨完全来自滴加的氨水，
则c（NH3?H2O）=
=
=
，
解得：n（NH3?H2O）=
mol，
所以滴加的氨水的浓度为：c（（NH3?H2O）=
=
mol/L，
故答案为：逆向；
mol/L．
；若生成1g氨放出热量a kJ，2mol氨气的质量为：17g/mol×2mol=43g，则生成2mol氨气放出的热量为34g，则合成氨气的热化学方程式为：N2（g）+3H2 （g）?2NH3 （g）△H=-34akJ/mol，
故答案为：
；N2（g）+3H2 （g）?2NH3 （g）△H=-34akJ/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为：4NH3+5O2
| ||
| △ |
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），
故答案为：4NH3+5O2
| ||
| △ |
（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，
故答案为：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；
（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，
故答案为：NH4++H2O?NH3?H2O+H+；
（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，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，则（H+）=c（OH-），所以c（NH4+）=c（NO3-），由于Kb（NH3?H2O）=2.0×10-5mol/L，即：Kb=
| c(NH4+)?c(OH-) |
| c(NH3?H2O) |
设加入的氨水物质的量为n，混合液体积为V，由于c（NH4+）=c（NO3-），相当于溶液中的一水合氨完全来自滴加的氨水，
则c（NH3?H2O）=
| n |
| V |
| c(NH4+)?c(OH-) |
| Kb |
| ||
| 2.0×10-5 |
解得：n（NH3?H2O）=
| x |
| 200 |
所以滴加的氨水的浓度为：c（（NH3?H2O）=
| ||
| yL |
| x |
| 200y |
故答案为：逆向；
| x |
| 200y |
点评：本题考查了硝酸铵的制备、电离平衡常数的有关计算，题目难度稍大，涉及了化学平衡、化学反应速率的影响、电离平衡常数的计算、热化学方程式的书写等知识，试题综合性较强、知识点较多，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．
练习册系列答案
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