Question

10．自然界中氮元素有多种存在形式
（1）工业合成氨反应的化学方程式是N₂+3H₂$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH₃
（2）NH₃在一定条件下可被氧化．
已知：ⅰ．4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1269kJ/mol
ⅱ．
①断开1mol H-O 键与断开 1mol H-N 键所需能量相差约72.6kJ；
②H-O 键比H-N键（填“强”或“弱”）强
（3）如图是某压强下，N₂与H₂按体积比1：3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线．其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线．    
①图中b点，v（正）＞ v（逆）．（填“＞”、“=”或“＜”）
②图中a点，容器内气体n（N₂）：n（NH₃）=1：4
（4）水中的氨在微生物作用下可被氧化为亚硝酸，其化学方程式是2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，反应是可逆反应；
（2）①根据物质的键能变化计算；
②根据键能的差值，判断键的强弱；
（3）①根据反应的方向，判断正逆反应速率的大小；
②根据氨气的体积分数计算n（N₂）：n（NH₃）；
（4）水中的氧气氧化氨气生成亚硝酸和水．

解答 解：（1）工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，反应是可逆反应，反应的化学方程式为：N₂+3H₂$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH₃，
故答案为：N₂+3H₂$?_{高温高压}^{催化剂}$2NH₃；
（2）①根据4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1269kJ/mol，可知12H-N+3×498kJ/mol-2×946kJ/mol-12H-O=-1269kJ/mol，得（H-O）-（H-N）=72.6kJ/mol，
故答案为：72.6；
②根据（H-O）-（H-N）=72.6kJ/mol，可知H-O 键比H-N键强，
故答案为：强；
（3）①图中b点，氨气的体积分数逐渐增加，可知向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率；故答案为：＞；
②图中a点，设反应的N₂为x，
                则N₂+3H₂ ?2NH₃
 初始物质的量：1     3     0
变化的物质的量：x     3x    2x
平衡时的物质的量：1-x   3-3x   2x
氨气的体积分数为50%时，则$\frac{2x}{1-x+3-3x+2x}$=50%，解之得x=$\frac{2}{3}$，则n（N₂）：n（NH₃）=$\frac{1}{3}$：$\frac{4}{3}$=1：4，
故答案为：1：4；
（4）水中的氧气氧化氨气生成亚硝酸和水，方程式为2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O，
故答案为：2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O．

点评 本题考查了工业合成氨、反应热的计算、化学平衡的有关计算等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握三段式在化学平衡计算中的应用．