Question

【題目】空氣是一種寶貴資源，如利用空氣中分離出的氮氣合成氨氣，合成氨對社會發(fā)展和人類進步做出了巨大貢獻，下列是合成氨的工藝流程圖：

（1）空氣屬于____（填“純凈物”或“混合物”），空氣中氮氣的體積分數(shù)約為 __%。

（2）用化學用語填空

兩個氫分子____ 標出NH3中氮元素的化合價______

氦氣__________ 步驟③的反應中沒有改變的微粒是__

（3）將沸點不同的氣體分離開來，常采用液化分離法。如控制溫度在﹣183℃時，可將空氣中N2與O2分離。根據(jù)下表中物質的沸點判斷，要將產物NH3與N2、H2分離開來，溫度應該控制在___℃。

物質	H2	N2	O2	NH3
沸點	﹣252℃	﹣195.8℃	﹣183℃	﹣33.35℃

（4）圖中所標出的①②③的變化中，其中屬于物理變化的過程是____，流程中能循環(huán)使用的物質是___（填名稱）。

（5）寫出N2、H2反應生成NH3的化學方程式_________。

Answer 1

【答案】混合物 78 2H2 He N、H -33.35 ① 氮氣、氫氣 N２＋3H2 2NH3

【解析】

1）空氣是由氮氣、氧氣、二氧化碳等組成的混合物，空氣中氮氣的體積分數(shù)約為78%；

（2）分子的表示方法是正確書寫物質的化學式，表示多個該分子，在其化學式前加上相應的數(shù)字，所以兩個氫分子表示為2H2；在NH3中氫元素的化合價為+1價，根據(jù)化合物中元素的化合價代數(shù)為零，可得氮元素為-3價，元素化合價的表示方法是確定出化合物中所要標出的元素的化合價，然后在其化學式該元素的上方用正負號和數(shù)字表示，正負號在前，數(shù)字在后。所以標出NH3中氮元素的化合價 ；氦氣是單原子分子，用元素符號可以直接表示，化學式為：He；根據(jù)工藝流程可知，步驟③的反應是氮氣和氫氣在高溫高壓、催化劑的條件下生成氨氣，沒有改變的微粒是氮原子和氫原子，符號為：N、H；

（3）控制溫度在﹣183℃時，可將空氣中N2與O2分離，因此要將產物NH3與N2、H2分離開來，溫度應該控制在﹣33.35℃，此條件下N2、H2呈氣態(tài)，NH3處于液態(tài)；

（4）反應①是從空氣中分離出氮氣的過程中，利用了氧氣和氮氣的沸點不同，分離過程中沒有生成新物質，屬于物理變化，反應②碳與水蒸氣反應有氫氣生成，變化過程中有新物質生成，屬于化學變化，反應③是氮氣和氫氣在高溫高壓、催化劑的條件下生成氨氣，變化過程中，有生成新物質，屬于化學變化。圖中所標出的①②③的變化中，其中屬于物理變化的過程是①；根據(jù)工藝流程可知，流程中能循環(huán)使用的物質是氮氣、氫氣；

（5）根據(jù)工藝流程可知，氮氣和氫氣在高溫高壓、催化劑的條件下生成氨氣，化學方程式為：N２＋3H2 2NH3。