Question

氮是地球上極為豐富的元素。

   （1）N₂是大氣的主要成分之一，由于分子中鍵能很大，所以性質(zhì)穩(wěn)定。已知N≡N的鍵能為946 kJ·mol^－1，N—N單鍵的鍵能為193kJ·mol^－1。

計(jì)算：N₂分子中“π”鍵的鍵能約為                 ；

結(jié)論：N₂分子中“σ”和“π”鍵的穩(wěn)定性            。

（2）氮的氧化物是大氣污染物之一。為了消除污染，科研人員設(shè)計(jì)了同時(shí)消除二氧化硫和氮的氧化物的方法，其工藝流程如下：

其中清除室、分解室發(fā)生的反應(yīng)如下：

清除室：NO + NO₂ = N₂O₃     N₂O₃ + 2H₂SO₄ = 2NOHSO₄+ H₂O

分解室：4NOHSO₄ + O₂ + 2H₂O = 4H₂SO₄+ 4NO₂

回答下列問題：

Ⅰ．①和②分別為（寫化學(xué)式）         、           ；

Ⅱ．氧化室發(fā)生的反應(yīng)是                              ；

（3）金屬氮化物是一類重要的化學(xué)物質(zhì)，有著特殊的用途。某金屬離子（M⁺）與N^3—形成的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示。其中M⁺中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層，它M⁺的符號(hào)是          ，與同一個(gè)N^3－相連的M⁺有         個(gè)。

（4）NH₃既是重要的工業(yè)產(chǎn)品，又是主要的工業(yè)原料。以NH₃為原料生產(chǎn)硝酸銨的過

程如下：

其中反應(yīng)②為：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃  原料氣為氨氣和空氣的混合物，假設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0.2。

Ⅰ．寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式                     。若不考慮副反應(yīng)且各步反應(yīng)均完全，生產(chǎn)過程中原料氣中的氨氣（不包含第③步被硝酸吸收的氨氣）和空氣中氧氣恰好全部轉(zhuǎn)化為硝酸，則原料氣中制備硝酸的氨氣和氧氣的體積比為      。

Ⅱ．若實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)①中氨的轉(zhuǎn)化率（或利用率）為70%，反應(yīng)②中NO的轉(zhuǎn)化率為90%，反應(yīng)③中氨和硝酸均完全轉(zhuǎn)化。則生產(chǎn)硝酸的氨氣占所用氨氣總量的體積分?jǐn)?shù)為多少？（寫出計(jì)算過程）

 

Answer 1

（1）376.5 kJ·mol^－1       π鍵＞σ鍵    

（2）Ⅰ．NO₂     H₂SO₄                                                

Ⅱ．NO₂ + SO₂+ H₂O= H₂SO₄ +NO           

（3）Cu⁺　     6                                

（4）Ⅰ．4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O     1：2  

     Ⅱ．61.3%                

解析:略