Question

【題目】工業合成氨緩解了有限耕地與不斷增長的人口對糧食大量需求之間的矛盾。

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

(2)將1mol氣態分子斷裂成氣態原子所吸收的能量叫鍵能。相關鍵能數據如下表：

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

結合表中所給信息，下圖中能正確表示合成氨反應過程中能量變化關系的是_____。

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

(4)硫酸銨是一種固態氮肥，俗稱“肥田粉”。硫酸銨可由氨與硫酸反應生成，硫酸銨中含有的化學鍵類型有_____。

(5)氨氧化法可以用來生產硝酸，寫出第一步和第三步的化學反應方程式_________________、_________________。

Answer 1

【答案】氮分子內存在氮氮叁鍵，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、極性共價鍵 4NH3+5O24NO+6H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO

【解析】

(1)氮分子內存在氮氮叁鍵，氮氮叁鍵鍵能大，分子結構穩定；合成氨時溫度要適宜，工業上選擇500℃主要出于兩方面考慮，一方面是反應速率快，另一方面是在這個溫度時，催化劑的活性最大。答案為：氮分子內存在氮氮叁鍵，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N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=946kJmol-1+436kJmol-1×3-391kJmol-1×6=-92kJmol-1＜0，說明此反應為放熱反應，反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，且化學鍵斷裂需要吸收能量，據此可知符合合成氨反應過程中能量變化關系的圖為A，故答案為：A；

(3)氨與水生成一水合氨，氨水呈弱堿性是因為一水合氨存在電離平衡，可以電離出氫氧根離子，水合過程和電離過程為：NH3+H2ONH3·H2O+OH-；答案為：NH3+H2ONH3·H2O+OH-；

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

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