【題目】氨是現(xiàn)代社會中必不可少的原料。催化合成氨是氮循環(huán)的重要一環(huán)。

(1)目前工業(yè)上用氫氣和氮?dú)夂铣砂薄?/span>

①寫出工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式_____________________________。

② NH3和PH3的分解溫度分別是600℃和500℃,熱穩(wěn)定性差異的原因是

____________________________________________________ ,

元素的非金屬性逐漸減弱,氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱。

(2)工業(yè)合成氨主要經(jīng)過原料氣(N2、H2)的制取、凈化、壓縮合成三大過程。

①天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法是目前獲取原料氣中H2的主流方法。CH4經(jīng)過兩步反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為H2和CO2,其能量變化示意圖如下:

1mol CH4(g)通過蒸汽轉(zhuǎn)化為CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式是

______________________________________________________

②CO變換過程可由Fe2O3催化完成。將下述催化過程補(bǔ)充完整:

i.3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

ii._____________________________________________

③醋酸銅氨液可以吸收原料氣中CO等少量雜質(zhì)。吸收CO反應(yīng)為:

[Cu(NH3)2]Ac(aq)+NH3(aq)+CO(g)==[Cu(NH3)3CO]Ac(aq) △H <0。

下圖表示壓強(qiáng)和溫度對醋酸銅氨液吸收CO能力的影響。LL1、L2),X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。

i.X代表的物理量是_________

ii.判斷L1、L2的大小關(guān)系并簡述理由_________________________________________。

(3)電化學(xué)法也可合成氨。下圖是用低溫固體質(zhì)子導(dǎo)體作為電解質(zhì),用Pt-C3N4作陰極催化劑電解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意圖:

①Pt-C3N4電極反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是NH3______。

②實(shí)驗表明,其它條件不變,逐漸增加電解電壓,氨氣生成速率會逐漸增大,但當(dāng)電解電壓高于1.2V后,氨氣生成速率反而會隨電壓升高而下降,分析其可能原因_________________________

【答案】 ① N2 + 3H2 2NH3 N、P都位于VA族。同主族元素,從上到下,原子半徑逐漸增大 CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H = +165.4 kJ/mol 2Fe3O4+H2O=3Fe2O3+H2 .壓強(qiáng) L1<L2。吸收CO反應(yīng)放熱(△H <0),當(dāng)壓強(qiáng)一定時,溫度降低,醋酸銅氨溶液CO吸收能力增大 H2 電壓高于1.2V后,2H++2e-=H2↑(H+得電子生成H2反應(yīng)使生成氨氣速率下降。

【解析】試題分析:(1)

①工業(yè)上用氫氣和氮?dú)飧邷馗邏汉铣砂睔?/span>。

同主族元素從上到下非金屬性減弱。

(2)①根據(jù)蓋斯定律計算焓變;

總反應(yīng)減反應(yīng)i可得反應(yīng)ii的方程式;

③i. 根據(jù)溫度、壓強(qiáng)對平衡移動的影響分析;根據(jù)x增大,醋酸銅氨液吸收CO能力增大分析。

ii. 根據(jù)吸收CO反應(yīng)放熱(△H <0),當(dāng)壓強(qiáng)一定時,溫度降低,醋酸銅氨溶液CO吸收能力增大判斷L1、L2的大小。

(3)①根據(jù) Pt-C3N4電極的陰極,發(fā)生還原反應(yīng),Pt-C3N4電極反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是NH3H2。

電壓高于1.2V后,發(fā)生2H++2e-=H2反應(yīng),所以。

解析:(1)①用氫氣和氮?dú)飧邷馗邏汉铣砂睔獾姆匠淌綖?/span>N2 + 3H2 2NH3。

②N、P都位于VA族,同主族元素從上到下非金屬性減弱,氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱,所以NH3和PH3的分解溫度分別是600℃和500℃。

(2)①根據(jù)第一步反應(yīng)的圖示,CH4(g)+H20(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.4kJ/mol;根據(jù)第一步反應(yīng)的圖示,CO(g)+H20(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=-41.0kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律,CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H = +165.4 kJ/mol ;

總反應(yīng)減反應(yīng)i可得反應(yīng)ii的方程式,所以反應(yīng)ii的方程式為2Fe3O4+H2O=3Fe2O3+H2

③i. [Cu(NH3)2]Ac(aq) + NH3(aq) + CO(g) == [Cu(NH3)3CO]Ac(aq) △H <0,升高溫度,平衡逆向移動,增大壓強(qiáng)平衡正向移動,根據(jù)圖示 x增大,醋酸銅氨液吸收CO能力增大,x表示壓強(qiáng)。

ii. 根據(jù)吸收CO反應(yīng)放熱(△H <0),當(dāng)壓強(qiáng)一定時,溫度降低,醋酸銅氨溶液CO吸收能力增大所以L1<L2。

(3)①根據(jù) Pt-C3N4電極的陰極,發(fā)生還原反應(yīng)所以。

②電壓高于1.2V后,發(fā)生2H++2e-=H2反應(yīng),使生成氨氣速率下降

練習(xí)冊系列答案
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(1)Y在周期表中位于_____________;Z4+的核外電子排布式為____________。

(2)X的該種氫化物分子構(gòu)型為_______,X在該氫化物中以________方式雜化。X和Y形成的化合物的熔點(diǎn)應(yīng)該________(填“高于”或“低于”)X氫化物的熔點(diǎn)。

(3)①制備M的化學(xué)方程式是___________________________

②在M晶體中,若將Z4+置于正方體的體心,Ba2+置于正方體的頂點(diǎn),則O2-處于正方體的________。

③在M晶體中,Z4+的氧配位數(shù)為________。

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已知:①Z2X、Z2Y不溶于水

②濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,反應(yīng)中常被還原成二氧化氮?dú)怏w

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實(shí)驗過程如下:在容積為l00mL的三頸燒瓶中將5mL濃硫酸、14.8g正丁醇和幾粒沸石混合均勻,再加熱回流一段時間,收集到粗產(chǎn)品,精制得到正丁醚。回答下列問題:

(1)合成粗產(chǎn)品時,液體試劑加入順序是_________________

(2)實(shí)驗中冷凝水應(yīng)從____口流出(填“a”或‘‘b”)。

(3)為保證反應(yīng)溫度恒定在135°C,裝置C中所盛液體必須具有的物理性質(zhì)為________。

(4)加熱時間過長或溫度過高,反應(yīng)混合液會變黑,寫出用濃NaOH溶液吸收有毒尾氣的離子方程式________________。

(5)得到的正丁醚粗產(chǎn)品依次用8 mL50%的硫酸、10 mL水萃取洗滌。該步驟中需要的屬于硅酸鹽材質(zhì)的實(shí)驗儀器是燒杯、玻璃棒、________________________

(6)本實(shí)驗最終得到6.50g正丁醚,則正丁醚的產(chǎn)率是________________________。

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C. 1 mol該氣體的體積(以L為單位) D. 1 L該氣體的物質(zhì)的量(以mol為單位)

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【題目】下列物質(zhì)屬于共價化合物的是

A.NH3B.Na2OC.MgCl2D.Na2CO3

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