Question

大氣固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大氣固氮和合成氨的部分K值：

	N2+O22NO	N2+3H22NH3
溫度	25℃	2000℃	25℃	400℃
平衡常數(shù)K	3.84×10-31	0.1	5×108	200

 

（1）大氣固氮是_______(“吸熱”、“放熱”)反應(yīng)；人工固氮對(duì)農(nóng)業(yè)意義十分重大，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。

（2）工業(yè)合成氨原料氣的制備主要方法如下：

①以空氣為原料制備N₂，其方法是______________________________________。

②以焦炭和水為原料制備H₂，反應(yīng)原理為____________________、__________________。

H₂中混有的CO可用醋酸亞銅氨溶液吸收，以防止合成氨時(shí)催化劑中毒：

CO(g)+Cu(NH₃)₂Ac(aq) Cu(NH₃)₂AC·CO(aq)+Q(Q>0)

要從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨，可________(“升”“降”)溫、____(“增”“降”)壓。

（3）液氨和水類似，也能自離解(電離)：NH₃+NH₃NH₄⁺+NH₂^-。

①液氨的離子積可以表示為________________。

②25℃時(shí)，液氨的離子積K=1.0×10^-30。若將NaNH₂固體加入液氨中，則所得溶液中不存在的關(guān)系式是(設(shè)溫度保持不變)_________ (選填編號(hào))

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都能完全電離，則用標(biāo)準(zhǔn)NaNH₂液氨溶液滴定未知濃度NH₄Cl液氨溶液時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為_______________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）吸熱（1分）；尋找常溫下能發(fā)生反應(yīng)的催化劑（1分）。

（2）①將空氣加壓使其液化，然后蒸發(fā)（蒸餾），分離出氮?dú)夂脱鯕狻＃ɑ驅(qū)⑻荚诳諝庵腥紵�，除去CO₂）（1分）。

②C(s)+ H₂O (g)CO+ H₂(1鈴)；CO+ H₂O (g)CO₂+ H₂O(1分)；升、降（2分）。

（3）① K= c(NH₄⁺)•c(NH₂^-)(1分)   ②a(2分)

（4）NH₄⁺+ NH₂^-→2NH₃(2分)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，溫度升高，平衡常數(shù)增加，說明大氣固氮是吸熱反應(yīng)；人工固氮對(duì)農(nóng)業(yè)意義十分重大，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可推知合成氨最重要的研究方向是尋找常溫下能發(fā)生反應(yīng)的催化劑。

（2）①以空氣為原料制備N₂，其方法是將空氣加壓使其液化，然后蒸發(fā)（蒸餾），分離出氮?dú)夂脱鯕�。（或�(qū)⑻荚诳諝庵腥紵�，除去CO₂）。②以焦炭和水為原料制備H₂，反應(yīng)原理為C(s)+ H₂O (g)=CO+ H₂(1鈴)；CO+ H₂O (g)=CO₂+ H₂O。CO(g)+Cu(NH₃)₂Ac(aq) Cu(NH₃)₂AC·CO(aq)+Q(Q>0)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)， 要從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨，可升溫降壓，可使平衡左移即可。

（3）NH₃+NH₃NH₄⁺+NH₂^-。①液氨的離子積可以表示為K= c(NH₄⁺)•c(NH₂^-)。②由于液氨能電離出NH₂^-，當(dāng)加入NaNH₂時(shí)電離出NH₂^-的量和鈉離子的量肯定相等，但加上原NH₂^-時(shí)，就有c(Na⁺)<(NH₂^-) ,a錯(cuò)誤；

（4）若在液氨中NaNH₂和NH₄Cl都能完全電離，則用標(biāo)準(zhǔn)NaNH₂液氨溶液滴定未知濃度NH₄Cl液氨溶液時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+ NH₂^-→2NH₃。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的運(yùn)用，平衡移動(dòng)和電離平衡對(duì)離子的分析。