- 氮的固定
- 共59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+O2
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+2H2O
CO2+2NH3
2NH3+2O2
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+2H2O
故答案为：CH4+2H2O
②二氧化碳和氨气反应生成尿素，根据原子守恒：CO2+2NH3
故答案为：CO2+2NH3
③O2与NH3反应生成NH4NO3，根据原子守恒反应的化学方程式为2NH3+2O2
故答案为：2NH3+2O2
④NH4NO3～2NH3，每生产1mol NH4NO3最少需要2molNH3；根据反应CH4+2H2O
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．
将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮．图中能实现人工固氮的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．闪电时，氮气和氧气反应生成NO，属于自然固氮，故A错误；
B．电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气，阴极上氢离子得到电子生成氢气，总反应为2NaCl+2H2O
C．豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白，属于生物固氮，故C错误；
D．合成氨车间N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故D正确；
故选D．
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．
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