Question

【題目】工業(yè)合成氨緩解了有限耕地與不斷增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食大量需求之間的矛盾。

(1)N2分子通常條件下非常穩(wěn)定，其本質(zhì)原因是_____，工業(yè)上選擇500℃主要出于兩方面考慮，一是反應(yīng)速率快；二是_____。

(2)將1mol氣態(tài)分子斷裂成氣態(tài)原子所吸收的能量叫鍵能。相關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如下表：

共價(jià)鍵	H-H	N≡N	N-H
鍵能（kJ/mol）	436	946	391

結(jié)合表中所給信息，下圖中能正確表示合成氨反應(yīng)過(guò)程中能量變化關(guān)系的是_____。

(3)一定條件下，氨與水的反應(yīng)存在限度，氨水成弱堿性，用一個(gè)化學(xué)用語(yǔ)，表示氨與水反應(yīng)及溶液顯堿性的原因_____。

(4)硫酸銨是一種固態(tài)氮肥，俗稱(chēng)“肥田粉”。硫酸銨可由氨與硫酸反應(yīng)生成，硫酸銨中含有的化學(xué)鍵類(lèi)型有_____。

(5)氨氧化法可以用來(lái)生產(chǎn)硝酸，寫(xiě)出第一步和第三步的化學(xué)反應(yīng)方程式_________________、_________________。

Answer 1

【答案】氮分子內(nèi)存在氮氮叁鍵，氮氮叁鍵鍵能大 催化劑的活性最大 A NH3+H2ONH3·H2O+OH- 離子鍵、配位鍵、極性共價(jià)鍵 4NH3+5O24NO+6H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO

【解析】

(1)氮分子內(nèi)存在氮氮叁鍵，氮氮叁鍵鍵能大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；合成氨時(shí)溫度要適宜，工業(yè)上選擇500℃主要出于兩方面考慮，一方面是反應(yīng)速率快，另一方面是在這個(gè)溫度時(shí)，催化劑的活性最大。答案為：氮分子內(nèi)存在氮氮叁鍵，氮氮叁鍵鍵能大；催化劑的活性最大；

(2)由題給信息可知，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=946kJmol-1+436kJmol-1×3-391kJmol-1×6=-92kJmol-1＜0，說(shuō)明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，且化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，據(jù)此可知符合合成氨反應(yīng)過(guò)程中能量變化關(guān)系的圖為A，故答案為：A；

(3)氨與水生成一水合氨，氨水呈弱堿性是因?yàn)橐凰�合氨存在電離平衡，可以電離出氫氧根離子，水合過(guò)程和電離過(guò)程為：NH3+H2ONH3·H2O+OH-；答案為：NH3+H2ONH3·H2O+OH-；

(4)硫酸銨是離子晶體，晶體內(nèi)存在離子鍵、配位鍵、極性共價(jià)鍵；答案為：離子鍵、配位鍵、極性共價(jià)鍵；

(5)氨氧化法可以用來(lái)生產(chǎn)硝酸，其過(guò)程為氨催化氧化為NO，NO再氧化為NO2，最后NO2溶于水生成硝酸，第一步反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O，第三步反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO。答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；3NO2+H2O=2HNO3+NO。