Question

【題目】氮元素在地球上含量豐富，其中氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要的作用。

（1）大氣中氮以_________（填微粒符號(hào)）形式存在。固氮是氮循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)固氮制NH3反應(yīng)溫度選擇500℃左右的原因是________________________________。

（2）某興趣小組用如圖裝置探究氨的催化氧化，加熱玻璃管2一段時(shí)間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應(yīng)是_________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

（3）上圖中若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，該白煙的化學(xué)式可能為______________。

（4）實(shí)驗(yàn)室還可用濃氨水與氫氧化鈉固體混合，制得氨氣。請(qǐng)用平衡移動(dòng)及其他相關(guān)的理論解釋該方法能制備氨氣的原因：_____________________________________________。

（5）按下圖裝置進(jìn)行氨氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)（旋塞1和旋塞2實(shí)驗(yàn)前關(guān)閉），G、H是兩個(gè)等體積的容器。先打開旋塞1，一段時(shí)間后，關(guān)閉旋塞1，再打開旋塞2，H瓶中現(xiàn)象依次是：________________________。

Answer 1

【答案】 N2 催化劑活性適宜溫度、同時(shí)升溫至500C加快反應(yīng)速率 放熱 NH4NO3 已知氨水中存在：NH3+H2ONH3H2O NH4+ + OH–，氫氧化鈉固體溶于水（或氨水）的過(guò)程是放熱的，促使NH3H2O分解放出氨氣；氨水與氫氧化鈉混合后，氫氧化鈉增加了溶液中的氫氧根離子的濃度，使氨水電離平衡向左移動(dòng)，有利于氨氣逸出 打開旋塞1有白煙；打開旋塞2后石蕊試液倒吸入H瓶，石蕊試液變成了紅色

【解析】試題分析：本題以氨氣的制備為題材，主要考查空氣組成、反應(yīng)條件的選擇、基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)平衡移動(dòng)原理、噴泉實(shí)驗(yàn)原理等基礎(chǔ)知識(shí)，考查考生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用能力和分析解決問題的能力。

解析：（1）空氣中含有的氮元素主要是N2。工業(yè)固氮制取NH3的反應(yīng)原理為：N2+3H22NH3，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，高溫可以提高反應(yīng)速率，但是對(duì)平衡體系中NH3產(chǎn)率不利，考慮到催化劑在500℃左右活性最強(qiáng)，所以選擇溫度為500℃左右。正確答案：N2、 催化劑活性適宜溫度、同時(shí)升溫至500C加快反應(yīng)速率。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中停止加熱，由于裝置自然散熱，溫度原本應(yīng)當(dāng)降低，但是實(shí)際實(shí)驗(yàn)中裝置2仍然能保持紅熱，說(shuō)明該反應(yīng)過(guò)程釋放熱量。正確答案：放熱。（3）題2實(shí)驗(yàn)裝置，裝置2導(dǎo)入的NH3與O2部分反應(yīng)生成NO、H2O，原裝置3除去沒有反應(yīng)的NH3，如果取消裝置3，由于2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、HNO3+NH3=NH4NO3，所以生成的白煙是NH4NO3。正確答案：NH4NO3。（4）已知氨水中存在：NH3+H2ONH3H2O NH4+ + OH–，氫氧化鈉固體溶于水（或氨水）的過(guò)程是放熱的，溫度升高能夠促使NH3H2O分解放出氨氣；氨水與氫氧化鈉混合后，氫氧化鈉增加了溶液中的氫氧根離子的濃度，使氨水電離平衡向左移動(dòng)，有利于氨氣逸出。正確答案：已知氨水中存在：NH3+H2ONH3H2O NH4+ + OH–，氫氧化鈉固體溶于水（或氨水）的過(guò)程是放熱的，促使NH3H2O分解放出氨氣；氨水與氫氧化鈉混合后，氫氧化鈉增加了溶液中的氫氧根離子的濃度，使氨水電離平衡向左移動(dòng)，有利于氨氣逸出。（5）裝置圖中旋塞Ⅰ打開后，HCl將與NH3混合生成NH4Cl，所以能夠看到有白煙產(chǎn)生。上述反應(yīng)過(guò)程中氣體體積減小，所以一段時(shí)間后，關(guān)閉旋塞1，再打開旋塞2，燒杯中石蕊水溶液會(huì)被倒吸進(jìn)入H瓶，H瓶NH3遇水電離生成OH-，因此溶液顏色變紅。正確答案：打開旋塞1有白煙；打開旋塞2后石蕊試液倒吸入H瓶，石蕊試液變成了紅色。