Question

【題目】NH3可用于生產(chǎn)硝酸和尿素。

（1）生產(chǎn)硝酸：

①NH3催化氧化是工業(yè)制硝酸的第一步反應(yīng)，其化學(xué)方程式是______________。

②除此之外，相同條件下還可能發(fā)生以下副反應(yīng)：

4NH3（g）＋4O2（g）＝2N2O（g）＋6H2O（g）

4NH3（g）＋3O2（g）＝2N2O（g）＋6H2O（g）

兩個(gè)副反應(yīng)在理論上趨勢均很大，但實(shí)際生產(chǎn)中影響并不大，原因是______________。

（2）生產(chǎn)尿素：

①尿素的合成分兩步進(jìn)行；

a.2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（l）

b.NH2COONH4（l）CO（NH2）2（l）＋H2O（l）

則總反應(yīng)2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l）的＝_____________。

②下圖為n（NH3）：n（CO2）＝4：1時(shí)，溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率的影響。解釋溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大的原因：______________。

③測定尿素樣品含氮量的方法如下：取a g尿素樣品，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過量的v1 mL c1 mol·L－1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L－1 NaOH溶液恰好中和，則尿素樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______________。

Answer 1

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 使用催化劑提高氨的催化反應(yīng)的選擇性 升高溫度，反應(yīng)b正向移動(dòng)

【解析】

(1)①工業(yè)制硝酸是氨的催化氧化，第一步為氨氣催化氧化為NO和水；

②催化劑具有高效性、唯一性和選擇性；

(2)①根據(jù)蓋斯定律可知a+b即可得到總反應(yīng)式；

②溫度升高，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；

③測定溶液中尿素的含量，取ag尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，產(chǎn)物為(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，則參與吸收氨氣的硫酸的物質(zhì)的量為(c1V1c2V2)×103mol，吸收氨氣的反應(yīng)為2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，根據(jù)N元素守恒予以解答。

(1)①工業(yè)制硝酸是氨的催化氧化，第一步為氨氣催化氧化為NO和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；

②結(jié)合催化劑的選擇性，使用催化劑提高氨的催化反應(yīng)的選擇性，則兩個(gè)副反應(yīng)在理論上趨勢均很大，但實(shí)際生產(chǎn)中影響并不大；

(2)①已知：a．2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)△H=-117kJ/mol；b．NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)△H=+15kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，a+b得總反應(yīng)式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)△H=-102kJ/mol；

②當(dāng)n(NH3)：n(CO2)=4：1時(shí)，溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大是因?yàn)榉磻?yīng)b溫度升高時(shí)，平衡向正方向移動(dòng)，而對反應(yīng)a減小生成物，同樣促進(jìn)平衡正向移動(dòng)；

③取ag尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，產(chǎn)物為(NH4)2SO4，發(fā)生的反應(yīng)為2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，則參與吸收氨氣的硫酸的物質(zhì)的量為(c1V1c2V2)×103mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系，氨氣的物質(zhì)的量為n(NH3)=2×(c1V1c2V2)×103molmol=(2c1V1-c2V2)×10-3mol，根據(jù)N元素守恒，尿素中氮元素的物質(zhì)的量為n(N)=n(NH3)=(2c1V1-c2V2)×10-3mol，則尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是w=×100%=×100%。