Question

【題目】氮是與人類生活密切相關的一種重要元素。根據要求回答：

(1)寫出N2的電子式_________；將空氣中的氮氣轉化為含氮化合物的過程稱為固氮，當今大規模人工固氮的主要方法是（用化學方程式表示）______________________________。

(2)某無色混合氣體中可能含有NH3、O2、H2、NO、HCl等氣體，將它通過濃H2SO4 后發現氣體體積減少，將剩余氣體與空氣接觸后呈紅棕色，此混合氣中一定不含有_________。

(3)實驗室有多種制取氨氣的方法，其中加熱消石灰與氯化銨的混合固體就是方法之一。

①寫出此反應的化學方程式：_____________________________________________。

②氨氣可使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的原因（用相應的方程式說明）_______________。

③用乙裝置（見圖）吸收一段時間氨氣后，再通入空氣，同時將加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內，錐形瓶中不可能生成的物質是___（選填序號）。

a H2 b NO2 c HNO3 d NH4NO3

寫出乙裝置中氨催化氧化的化學方程式：__________________________。

(4)已知3Cl2+2NH3==N2 + 6HCl，若NH3過量則還有反應：NH3+ HCl== NH4Cl 。常溫常壓下，若在一密閉容器中將15mLCl2和40mL NH3充分混合反應后，剩余氣體的體積為____mL。

Answer 1

【答案】 N2+3H2 2NH3 O2、HCl 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O NH3+H2ONH3H2O、NH3H2ONH4++OH- a 4NH3+5O24NO+6H2O； 5

【解析】

（1）氮氣中有三個共價鍵，即氮原子間形成三對共用電子對；規模人工固氮主要是利用氮氣與氫氣在一定條件下反應生成氨氣的過程；

（2）與濃硫酸反應的氣體是氨氣，空氣中呈紅棕色的氣體是一氧化氮，能夠與氨氣、一氧化氮反應的不能存在；
（3）①該反應為實驗室制備氨氣的常見反應；

②氨氣溶于水生成一水合氨，一水合氨能夠電離出氫氧根離子；
③氨氣與氧氣催化氧化生成一氧化氮和水，據此分析分析；

（4）根據反應3Cl2+2NH3→N2+6HCl判斷氨氣過量，計算出生成的氯化氫的體積，再根據氯化氫與氨氣生成氯化銨，計算出二者恰好反應，最后剩余的氣體是氮氣；

（1）氮原子間形成三對共用電子對，電子式為，工業上常利用氮氣與氫氣高溫高壓催化劑條件下發生反應生成氨氣來實現人工固氮，其化學方程式為：N2+3H2 2NH3；

故答案為：；N2+3H2 2NH3；
（2）將它通過濃H2SO4后發現氣體體積減少，說明一定含有氨氣，所以一定沒有氯化氫；將剩余氣體與空氣接觸后，氣體呈紅棕色，說明一定含有一氧化氮氣體，所以一定沒有氧氣，
故答案為：O2、HCl；
（3）①消石灰為氫氧化鈣，與氯化銨在加熱條件下可制備氨氣，其反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O，

故答案為：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2O；

②濕潤的紅色的石蕊試紙變藍的原因是氨氣與水反應生成了一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子，反應的方程式為：NH3+H2ONH3H2O、NH3H2ONH4++OH-，
故答案為：NH3+H2ONH3H2O、NH3H2ONH4++OH-；
③氨氣與氧氣催化氧化生成了一氧化氮和水，一氧化氮能夠與氧氣生成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成一氧化氮和硝酸，硝酸能夠與氨氣反應生成硝酸銨，所以不可能生成的是氫氣，a項正確；氨氣催化氧化方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O；

故答案為：a；4NH3+5O24NO+6H2O；

（4）15mL Cl2和40mLNH3反應，根據反應方程式3Cl2+2NH3=N2+6HCl，15mL氯氣反應消耗氨氣10 mL，生成5 mL氮氣和30 mL氯化氫；由于氨氣與氯化氫反應生成氯化銨，剩余的氨氣恰好與生成的氯化氫反應，最后剩余的氣體是氮氣，體積為5mL，
故答案為：5。