Question

（15分）硝酸銨在現代農業生產和國防中都占有重要地位，下圖是云南天然氣化工廠合成硝酸銨的簡要生產工藝流程：

回答下列問題：

（1）N2的電子式 ，合成氨的反應中，若生成1g氨放出熱量a KJ,寫出該反應的熱化學方程式 。

（2）氨催化氧化的化學方程式是 ，

試從化學反應速率和化學平衡原理分析溫度、壓強對合成氨反應的影響 。

（3）若輸送NH3的管道某處發生泄漏，檢測的簡單方法 。

（4）農業生產上長期、過量使用化肥硝酸銨，會加重土壤酸化，原因是（用離子方程式回答） 。

（5）25℃時，將x mol NH4NO3溶于一定量水中，向該溶液中滴加y L氨水后溶液呈中性，則滴加氨水過程中水的電離平衡將 （填“正向” “不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的物質的量濃度為 （25℃時，Kb(NH3·H2O)=2.0 × 10-5 mol·L-1）。

 

Answer 1

（1） ；N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H=-34a kJ/mol

（2）4NH3 + 5O2 4 NO +6H2O ;合成氨正反應放熱，低溫有利于提高轉化率，但反應速率過慢，故合成氨采用高溫（400℃-500℃）；正反應體積縮小，增大壓強有利于提高轉化率（正向移動），故采用高壓（10 MPa -30MPa）。

（3）用潤濕的紅色石蕊試紙檢測，試紙變藍的位置即是氨氣泄漏處。（其他合理答案也可）

（4）NH4++ H2O NH3 ·H2O +H+;（5）逆向 x/200y mol·L－1

【解析】

試題分析：（1）在氮氣分子中兩個N原子共用三對電子，所以N2的電子式是；根據題意可得合成氨氣的反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H=-34a kJ/mol ；（2）氨在催化劑表面被氧化為NO。該催化氧化的化學方程式是4NH3 + 5O2 4 NO +6H2O ; 由于合成氨正反應是放熱反應，所以從平衡角度看低溫有利于提高反應物的轉化率，但反應速率過慢，故合成氨采用高溫（400℃-500℃）；正反應體積縮小，增大壓強有利于提高轉化率（正向移動），故采用高壓（10 MPa -30MPa）。（3）若輸送NH3的管道某處發生泄漏，檢測的簡單方法是用潤濕的紅色石蕊試紙檢測，試紙變藍的位置即是氨氣泄漏處�；蛴谜河袧恹}酸的玻璃棒靠近，有白煙產生。（4）農業生產上長期、過量使用化肥硝酸銨，會加重土壤酸化，這是因為硝酸銨是強酸弱堿鹽。該鹽會發生水解反應：NH4++ H2O NH3 ·H2O +H+，消耗了水電離產生的OH-，破壞了水的大量平衡，水會繼續電離，當最終達到電離平衡時c(H+)>c(OH-),所以溶液顯酸性。（5）25℃時，將x mol NH4NO3溶于一定量水中，向該溶液中滴加y L氨水電離產生銨根離子和OH-，會對水的電離起抑制作用。所以滴加氨水過程中水的電離平衡將逆向移動。在該溶液中，存在電荷守恒c(NH4+)+（H+）=c(NO3-)+c(OH-).由于溶液為中性，所以c(NH4+)=c(NO3-)。由于Kb(NH3·H2O)=2.0 × 10-5 mol/L,即，所以c(NH3·H2O)= c(NH4+)·c(OH-) /Kb={(x÷y)×10-7}÷2.0 × 10-5 mol/L= x/200y mol/L。

考點：考查物質的電子式、方程式、熱化學方程式的書寫、外界條件的選擇、氨氣的檢驗、弱電解質的濃度的計算的知識。