- 氨硝酸硫酸
- 共7509题
下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.硝酸盐中氮元素的化合价为+5价,被细菌分解变成大气中氮单质,氮元素由+5→0,属于被还原,故A错误;
B.工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮,故B正确;
C.氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化,铵盐属于无机物,蛋白质属于有机物,含氮无机物和含氮有机物可相互转化,故C正确;
D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环,如蛋白质的制造需要碳元素,又如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+O22NO,氧元素参与,二氧化氮易与水反应生成硝酸(HN03)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,氢元素参加,故D正确.
故选A.
(1)人类可以主动参与氮循环,合成氨工业就是参与的手段之一.以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法,它具有污染小、成本低等诸多优点. 其过程大体如图1所示:
①请写出用天然气制备氢气的化学方程式:______.
②写出合成尿素反应的化学方程式:______.
③写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式:______.
④每生产1mol NH4NO3最少需要NH3______mol,而要生产这些NH3又最少需要CH4______mol.
(2)科学家已获得极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如图2).已知断裂1molN-N键吸收193kJ热量,断裂1molN≡N键吸收941kJ热量,则1molN4气体转化为N2时要释放______kJ能量.
正确答案
CH4+2H2OCO2+4H2
CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O
2NH3+2O2NH4NO3+H2O
2
0.75
724
解析
解:(1)①CH4转化过程中生成了CO2和H2,方程式为:CH4+2H2OCO2+4H2,
故答案为:CH4+2H2OCO2+4H2;
②二氧化碳和氨气反应生成尿素,根据原子守恒:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O,
故答案为:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O;
③O2与NH3反应生成NH4NO3,根据原子守恒反应的化学方程式为2NH3+2O2NH4NO3+H2O,
故答案为:2NH3+2O2NH4NO3+H2O;
④NH4NO3~2NH3,每生产1mol NH4NO3最少需要2molNH3;根据反应CH4+2H2OCO2+4H2、N2+3H2
2NH3,可知生产2molNH3需要甲烷0.75mol,
故答案为:2;0.75;
(2)从结构图中可看出,一个N4分子中含有6个N-N键,根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,则N4(g)=2N2(g)△,有△=6×193 kJ•mol-1-2×941 kJ•mol-1=-724 kJ•mol-1,
故答案为:724.
大气固氮和合成氮是周氮的重要形式.下表是大气固氮和合成氨的部分K值:
(1)大气固氮是______(“吸热”、“放热”)反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是______.
(2)工业合成氨原料气的制备主要方法如下:
(1)以空气为原料制备N2,其方法是______.
(2)以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为______、______.
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收,以防止合成氨时催化剂中毒:CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq)═Cu(NH3)2AC•CO(aq)+Q(Q>0);要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可______(“升”“降”)温、______(“增”“降”)压.
(3)液氨和水类似,也能自离解(电离):NH3+NH3═NH4++NH2-.
①液氨的离子积可以表示为______.
②25℃时,液氨的离子积K=1.0×10-30.若将NaNH2固体加入液氨中,则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变)______ (选填编号)
a.c(Na+)=c(NH2-) b.c(NH4+)•c(NH2-)=1.0×10-30 c.c(NH2-)>c(NH4+)
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为______.
正确答案
解析
解:(1)在大气固氮中,温度升高,平衡常数增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,在常温下,人工固氮很难进行,因此寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向,故答案为:吸热;寻找常温下能发生反应的催化剂;
(2)①氮气和氧气的沸点不同,将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气,故答案为:将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气;
②碳和水反应生成一氧化碳和氢气:C(s)+H2O(g)⇌CO+H2,一氧化碳和水反应生成二氧化碳和水:CO+H2O (g)⇌CO2+H2O;正反应放热,体积减小,升温、降压向逆反应方向进行,故答案为:C(s)+H2O (g)⇌CO+H2;CO+H2O(g)⇌CO2+H2O;升;降;
(3)①纯液体的浓度为1,K=c(NH4+)•c(NH2-),故答案为:K=c(NH4+)•c(NH2-);
②a.溶液中电荷守恒,所以c(Na+)+c(NH4+)=c(NH2-),故a错误;
b.离子积常数只与温度有关,温度不变,离子积常数不变,故b正确;
c.加入NaNH2固体,平衡逆向移动,导致c(NH2-)>c(NH4+),故c正确;
故答案为:a;
(4)NaNH2和NH4Cl反应生成氨气和氯化钠,反应的离子方程式为NH4++NH2-→2NH3,故答案为:NH4++NH2-→2NH3.
下列反应属于氮的固定的是( )
正确答案
解析
解:A、空气在雷电作用下,氮气和氧气反应生成一氧化氮,属于氮的固定,故A正确;
B、NO和O2生成NO2,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故B错误;
C、浓硝酸是含氮化合物,NO2也是含氮化合物,铜与浓硝酸反应是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故C错误;
D、NH4Cl与Ca(OH)2反应生成氨气,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故D错误.
故选A.
下列反应中,起固氮作用的是( )
正确答案
解析
解:A.由NH3氧化制NO是氮元素化合态之间的相互转化,不是固氮,故A错误;
B.一氧化氮和二氧化氮之间的转化,是氮元素不同化合物之间的转化,不是固氮,故B错误;
C.N2与H2在一定条件下反应生成NH3,氮由单质转化为化合物,符合氮的固定的定义,故C正确;
D.NH3制碳酸氢铵和硫酸铵是氮的化合物之间的转化,不是固氮作用的反应,故D错误;
故选C.
氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)如表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
①分析数据可知:大气固氮反应属于______(填“吸热”或“放热”)反应.
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因______.
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因______.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是______(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系______.
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是______.
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)⇌4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=______.
(已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1)
正确答案
解:(1)①由表格数据可知,温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移,则正反应方向为吸热反应,故答案为:吸热;
②由表格数据可知,2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,不适合大规模生产,所以人类不适合大规模模拟大气固氮,
故答案为:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产;
③合成氨反应中,反应温度越高,反应速率越快,但是该反应为放热反应,温度高转化率会降低,而且在500℃左右催化剂活性最高,所以从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适;
故答案为:从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适;
(2)合成氨反应为放热反应,升高温度,转化率减小,所以图A正确,B错误;该反应正方向为体积减小的方向,增大压强平衡正向移动,转化率增大,р2的转化率大,则р2大;
故答案为:A;р2>р1;
(3)电解池中氮气在阴极得电子生成氨气,其电极方程式为:N2+6e-+6H+=2NH3,
故答案为:N2+6e-+6H+=2NH3;
(4)已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,
②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,
由盖斯定律:①×2-②×3得2N2(g)+6H2O(l)⇌4NH3(g)+3O2(g),△H=(-92.4kJ•mol-1)×2-(-571.6kJ•mol-1)×3=+1530 kJ•mol-1;
故答案为:+1530 kJ•mol-1.
解析
解:(1)①由表格数据可知,温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移,则正反应方向为吸热反应,故答案为:吸热;
②由表格数据可知,2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,不适合大规模生产,所以人类不适合大规模模拟大气固氮,
故答案为:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产;
③合成氨反应中,反应温度越高,反应速率越快,但是该反应为放热反应,温度高转化率会降低,而且在500℃左右催化剂活性最高,所以从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适;
故答案为:从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适;
(2)合成氨反应为放热反应,升高温度,转化率减小,所以图A正确,B错误;该反应正方向为体积减小的方向,增大压强平衡正向移动,转化率增大,р2的转化率大,则р2大;
故答案为:A;р2>р1;
(3)电解池中氮气在阴极得电子生成氨气,其电极方程式为:N2+6e-+6H+=2NH3,
故答案为:N2+6e-+6H+=2NH3;
(4)已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,
②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,
由盖斯定律:①×2-②×3得2N2(g)+6H2O(l)⇌4NH3(g)+3O2(g),△H=(-92.4kJ•mol-1)×2-(-571.6kJ•mol-1)×3=+1530 kJ•mol-1;
故答案为:+1530 kJ•mol-1.
固氮有三种方式:生物固氮、工业合成氨和放电条件下氮气与氧气化合.全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%,其余绝大多数是通过生物固氮进行的,最常见的是豆科植物根部的根瘤菌,能将大气中游离态的氮经固氮酶的作用生成氮的化合物,以利于植物利用.
(1)根瘤菌与豆科植物的关系在生物学上称为______;
(2)根瘤菌之所以有固氮作用,是因为它有独特的固氮酶,而最根本原因是它含有独特的______;
(3)日本科学家把固氮基因转移到水稻根际微生物中,通过指导合成固氮所需的______进而引起固氮作用.更为理想的是直接将固氮基因转移到稻、麦等粮食及经济作物的细胞中,让植物本身直接固氮,这样可以免施氮肥.如果这种愿望实现的话说,那么固氮基因中遗传信息表达途径为______;
(4)这种生物固氮与工业合成氨比较,它是在______条件下进行的,从而节省了大量的器材、设备和能源;
(5)俗话说“雷雨发庄稼”,因为电闪雷鸣的雨天,氮气在空气中发生一系列的反应,产生了植物可利用的含氮化合物,写出有关的三个反应方程式______、______、______.
正确答案
解:(1)在豆科植物的根瘤中,有能够固氮的根瘤菌与豆科植物共生,根瘤菌有固氮作用,能将空气中的氮转化为植物能吸收的含氮物质,而植物则为根瘤菌提供有机物.二者互惠互利,共同生活.可见根瘤菌对豆科植物的生长是有利的.像这样,细菌和真菌与动物或植物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利,一旦分开,二者都要受到很大的影响,甚至不能生活而死亡,这种现象叫共生,故答案为:共生;
(2)固固氮的最根本原因是固氮酶中含有固氮基因,故答案为:固氮基因;
(3)因固氮酶将大气中游离态的氮生成氮的化合物,故答案为:固氮酶;
因固氮基因遗传信息表达途径为固氮基因→信使RNA→固氮酶,故答案为:固氮基因→信使RNA→固氮酶;
(4)因生物固氮在常温、常压下进行,故答案为:常温、常压;
(5)雷雨中发生的一系列化学变化过程;N2+O2=2NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:N2+O2=2NO;2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO.
解析
解:(1)在豆科植物的根瘤中,有能够固氮的根瘤菌与豆科植物共生,根瘤菌有固氮作用,能将空气中的氮转化为植物能吸收的含氮物质,而植物则为根瘤菌提供有机物.二者互惠互利,共同生活.可见根瘤菌对豆科植物的生长是有利的.像这样,细菌和真菌与动物或植物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利,一旦分开,二者都要受到很大的影响,甚至不能生活而死亡,这种现象叫共生,故答案为:共生;
(2)固固氮的最根本原因是固氮酶中含有固氮基因,故答案为:固氮基因;
(3)因固氮酶将大气中游离态的氮生成氮的化合物,故答案为:固氮酶;
因固氮基因遗传信息表达途径为固氮基因→信使RNA→固氮酶,故答案为:固氮基因→信使RNA→固氮酶;
(4)因生物固氮在常温、常压下进行,故答案为:常温、常压;
(5)雷雨中发生的一系列化学变化过程;N2+O2=2NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:N2+O2=2NO;2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO.
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程.
Ⅰ.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率.
总反应式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入______极(填“阴”或“阳”);向另一电极通入N2,该电极的反应式为______.
Ⅱ.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3,相应的反应方程式为:2N2(g)+6H2O(g)═4NH3(g)+3O2(g),△H=Q.
(1)上述反应的平衡常数表达式为______.
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入体积相同的恒玉密闭容器中,在温度不相同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氮气的体积分数φ(N2)与反应温度T的关系曲线如图(1)所示,则上述反应的Q______0(填“>”、“<”或“=”).
(3)若上述反应在有催化剂的情况下发生,则如图(2)所示的a、b、c、d四条曲线中,能表示反应体系能量变化的是______(选填字母代号),图(2)中△H的绝对值为1530kJ•mol-1.
Ⅲ.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1.
回答下列问题:
(1)结合Ⅱ中的数据,则:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的△H=______.
(2)在一定温度下,将1mol N2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol.
①达平衡时,H2的转化率α1=______.
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1+α2=1时,则起始时NH3的物质的量n(NH3)______mol.
正确答案
解:Ⅰ.跟据总反应式:N2+3H22NH3,氢气发生失电子的氧化反应,则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入阳极,在另一电极通入N2,发生得电子的还原反应,即N2+6H++6e-=2NH3;
故答案为:阳;N2+6H++6e-=2NH3;
Ⅱ.(1)上述反应的平衡常数表达式为:K=,故答案为:
;
(2)曲线的变化先增大后变小.我们知道温度升高反应速率加快.在此题中,反应相同时间,低温下的两点是未达到平衡的两点,随温度的升高,氮气的体积分数随温度升高而变大,曲线的最高点是某温度下达到平衡的点,之后的两点,皆是平衡后的氮气的体积分数,且随温度升高而降低,则生成氨气的反应是放热反应,即此反应的正反应为吸热反应,即△H>0,故答案为:>;
(3)根据(2)的结论,反应是吸热反应,应从c、d曲线中找答案,使用催化剂可以降低反应的活化能,因此应该选d;
故答案为:d;
Ⅲ.(1)2N2(g)+6H2O(g)═4NH3(g)+3O2(g)△H=-1530kJ•mol-1 ①
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1 ②
②×-①×
,得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=2/3×(-93 kJ•mol-1)-1/3×(-1530 kJ•mol-1)=-570kJ•mol-1;
故答案为:-570kJ•mol-1;
(2)①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△n
1 3 2 2
1.8mol (4-2.8)mol
H2的转化率α1为转化率为%=60%;
故答案为:60%;
②根据题意可以判断出是从正逆两个方向建立的平衡,由此推断出起始时NH3的物质的量为2mol,所以起始时NH3的物质的量2mol,故答案为:2.
解析
解:Ⅰ.跟据总反应式:N2+3H22NH3,氢气发生失电子的氧化反应,则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入阳极,在另一电极通入N2,发生得电子的还原反应,即N2+6H++6e-=2NH3;
故答案为:阳;N2+6H++6e-=2NH3;
Ⅱ.(1)上述反应的平衡常数表达式为:K=,故答案为:
;
(2)曲线的变化先增大后变小.我们知道温度升高反应速率加快.在此题中,反应相同时间,低温下的两点是未达到平衡的两点,随温度的升高,氮气的体积分数随温度升高而变大,曲线的最高点是某温度下达到平衡的点,之后的两点,皆是平衡后的氮气的体积分数,且随温度升高而降低,则生成氨气的反应是放热反应,即此反应的正反应为吸热反应,即△H>0,故答案为:>;
(3)根据(2)的结论,反应是吸热反应,应从c、d曲线中找答案,使用催化剂可以降低反应的活化能,因此应该选d;
故答案为:d;
Ⅲ.(1)2N2(g)+6H2O(g)═4NH3(g)+3O2(g)△H=-1530kJ•mol-1 ①
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1 ②
②×-①×
,得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=2/3×(-93 kJ•mol-1)-1/3×(-1530 kJ•mol-1)=-570kJ•mol-1;
故答案为:-570kJ•mol-1;
(2)①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△n
1 3 2 2
1.8mol (4-2.8)mol
H2的转化率α1为转化率为%=60%;
故答案为:60%;
②根据题意可以判断出是从正逆两个方向建立的平衡,由此推断出起始时NH3的物质的量为2mol,所以起始时NH3的物质的量2mol,故答案为:2.
(2014•思明区校级模拟)氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而氮的化合物用途广泛.
(1)下面是利用氮气的一种途径
①步骤I中主要利用N2与液态空气中其它成分的______(填性质)不同.
②步骤II在自然界大气中发生反应的化学方程式为______.
③最新研究发现在碱性溶液中通过电解反应2N2+6H2O4NH3+3O2实现氮的固定,阴极上发生的电极反应式为______.
(2)氨气可以用于侯氏制碱法,其流程如图所示:
①循环Ⅰ、Ⅱ中循环利用的物质X是______,Y是______.(填化学式)
②向沉淀池中通入气体时,需要先通入NH3,再通入CO2,其原因是______.
(3)尿素【CO(NH2)2】是氮的一种重要化合物,可用于除去酸性工业废水中的NO2-,生成的产物无污染,反应的离子方程式为______;该反应生成6.72L(已折算为标准状况)混合气体时,消耗尿素的质量为______.
正确答案
解:(1)①N2与液态空气中其它成分的沸点不同,沸点低的先挥发,故答案为:沸点;
②氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,过程Ⅱ的化学方程式为:N2+O22NO,故答案为:N2+O2
2NO;
③阴极N2得到电子,化合价升高,发生还原反应,阳极OH-失去电子发生氧化反应,阴极反应:N2+6e-+6H2O=2 NH3+6OH-,故答案为:N2+6e-+6H2O=2 NH3+6OH-;
(2)①碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、水、二氧化碳,所以X是二氧化碳(CO2);过滤除去析出的碳酸氢钠,溶液中还有部分碳酸氢钠未析出,是碳酸氢钠的饱和溶液,还有溶解在溶液中未析出的NaCl、NH4Cl、NH4HCO3,NaCl可循环使用,故答案为:CO2;NaCl;
②氨气在水中的溶解度较大,氨气能与二氧化碳反应,增大CO2的溶解度,故答案为:先通入溶解度大的NH3,使溶液呈碱性,增强CO2的溶解度;
(3)酸性条件下,亚硝酸根离子和尿素发生氧化还原反应生成两种无毒气体,根据元素守恒知,两种无毒气体应该是氮气和二氧化碳气体,离子反应方程式为:2H++CO(NH2)2+2NO2-=CO2↑+2N2↑+3H2O,根据尿素和气体体积之间的关系式得,尿素的质量=×1×60g/mol=6g,
故答案为:2H++CO(NH2)2+2NO2-=CO2↑+2N2↑+3H2O;6 g.
解析
解:(1)①N2与液态空气中其它成分的沸点不同,沸点低的先挥发,故答案为:沸点;
②氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,过程Ⅱ的化学方程式为:N2+O22NO,故答案为:N2+O2
2NO;
③阴极N2得到电子,化合价升高,发生还原反应,阳极OH-失去电子发生氧化反应,阴极反应:N2+6e-+6H2O=2 NH3+6OH-,故答案为:N2+6e-+6H2O=2 NH3+6OH-;
(2)①碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、水、二氧化碳,所以X是二氧化碳(CO2);过滤除去析出的碳酸氢钠,溶液中还有部分碳酸氢钠未析出,是碳酸氢钠的饱和溶液,还有溶解在溶液中未析出的NaCl、NH4Cl、NH4HCO3,NaCl可循环使用,故答案为:CO2;NaCl;
②氨气在水中的溶解度较大,氨气能与二氧化碳反应,增大CO2的溶解度,故答案为:先通入溶解度大的NH3,使溶液呈碱性,增强CO2的溶解度;
(3)酸性条件下,亚硝酸根离子和尿素发生氧化还原反应生成两种无毒气体,根据元素守恒知,两种无毒气体应该是氮气和二氧化碳气体,离子反应方程式为:2H++CO(NH2)2+2NO2-=CO2↑+2N2↑+3H2O,根据尿素和气体体积之间的关系式得,尿素的质量=×1×60g/mol=6g,
故答案为:2H++CO(NH2)2+2NO2-=CO2↑+2N2↑+3H2O;6 g.
大气固氮和合成氮是周氮的重要形式.下表是大气固氮和合成氨的部分K值:
(1)大气固氮是______(“吸热”、“放热”)反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是______.
(2)工业合成氨原料气的制备主要方法如下:
(1)以空气为原料制备N2,其方法是______.
(2)以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为______、______.
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收,以防止合成氨时催化剂中毒:CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq)═Cu(NH3)2AC•CO(aq)+Q(Q>0);要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可______(“升”“降”)温、______(“增”“降”)压.
(3)液氨和水类似,也能自离解(电离):NH3+NH3═NH4++NH2-.
①液氨的离子积可以表示为______.
②25℃时,液氨的离子积K=1.0×10-30.若将NaNH2固体加入液氨中,则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变)______ (选填编号)
a.c(Na+)=c(NH2-) b.c(NH4+)•c(NH2-)=1.0×10-30 c.c(NH2-)>c(NH4+)
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为______.
正确答案
解:(1)在大气固氮中,温度升高,平衡常数增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,在常温下,人工固氮很难进行,因此寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向,故答案为:吸热;寻找常温下能发生反应的催化剂;
(2)①氮气和氧气的沸点不同,将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气,故答案为:将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气;
②碳和水反应生成一氧化碳和氢气:C(s)+H2O(g)⇌CO+H2,一氧化碳和水反应生成二氧化碳和水:CO+H2O (g)⇌CO2+H2O;正反应放热,体积减小,升温、降压向逆反应方向进行,故答案为:C(s)+H2O (g)⇌CO+H2;CO+H2O(g)⇌CO2+H2O;升;降;
(3)①纯液体的浓度为1,K=c(NH4+)•c(NH2-),故答案为:K=c(NH4+)•c(NH2-);
②a.溶液中电荷守恒,所以c(Na+)+c(NH4+)=c(NH2-),故a错误;
b.离子积常数只与温度有关,温度不变,离子积常数不变,故b正确;
c.加入NaNH2固体,平衡逆向移动,导致c(NH2-)>c(NH4+),故c正确;
故答案为:a;
(4)NaNH2和NH4Cl反应生成氨气和氯化钠,反应的离子方程式为NH4++NH2-→2NH3,故答案为:NH4++NH2-→2NH3.
解析
解:(1)在大气固氮中,温度升高,平衡常数增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,在常温下,人工固氮很难进行,因此寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向,故答案为:吸热;寻找常温下能发生反应的催化剂;
(2)①氮气和氧气的沸点不同,将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气,故答案为:将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气;
②碳和水反应生成一氧化碳和氢气:C(s)+H2O(g)⇌CO+H2,一氧化碳和水反应生成二氧化碳和水:CO+H2O (g)⇌CO2+H2O;正反应放热,体积减小,升温、降压向逆反应方向进行,故答案为:C(s)+H2O (g)⇌CO+H2;CO+H2O(g)⇌CO2+H2O;升;降;
(3)①纯液体的浓度为1,K=c(NH4+)•c(NH2-),故答案为:K=c(NH4+)•c(NH2-);
②a.溶液中电荷守恒,所以c(Na+)+c(NH4+)=c(NH2-),故a错误;
b.离子积常数只与温度有关,温度不变,离子积常数不变,故b正确;
c.加入NaNH2固体,平衡逆向移动,导致c(NH2-)>c(NH4+),故c正确;
故答案为:a;
(4)NaNH2和NH4Cl反应生成氨气和氯化钠,反应的离子方程式为NH4++NH2-→2NH3,故答案为:NH4++NH2-→2NH3.
扫码查看完整答案与解析