Question

【题目】空气是一种宝贵资源，如利用空气中分离出的氮气合成氨气，合成氨对社会发展和人类进步做出了巨大贡献，下列是合成氨的工艺流程图：

（1）空气属于____（填“纯净物”或“混合物”），空气中氮气的体积分数约为 __%。

（2）用化学用语填空

两个氢分子____ 标出NH3中氮元素的化合价______

氦气__________ 步骤③的反应中没有改变的微粒是__

（3）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如控制温度在﹣183℃时，可将空气中N2与O2分离。根据下表中物质的沸点判断，要将产物NH3与N2、H2分离开来，温度应该控制在___℃。

物质	H2	N2	O2	NH3
沸点	﹣252℃	﹣195.8℃	﹣183℃	﹣33.35℃

（4）图中所标出的①②③的变化中，其中属于物理变化的过程是____，流程中能循环使用的物质是___（填名称）。

（5）写出N2、H2反应生成NH3的化学方程式_________。

Answer 1

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

【解析】

1）空气是由氮气、氧气、二氧化碳等组成的混合物，空气中氮气的体积分数约为78%；

（2）分子的表示方法是正确书写物质的化学式，表示多个该分子，在其化学式前加上相应的数字，所以两个氢分子表示为2H2；在NH3中氢元素的化合价为+1价，根据化合物中元素的化合价代数为零，可得氮元素为-3价，元素化合价的表示方法是确定出化合物中所要标出的元素的化合价，然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后。所以标出NH3中氮元素的化合价 ；氦气是单原子分子，用元素符号可以直接表示，化学式为：He；根据工艺流程可知，步骤③的反应是氮气和氢气在高温高压、催化剂的条件下生成氨气，没有改变的微粒是氮原子和氢原子，符号为：N、H；

（3）控制温度在﹣183℃时，可将空气中N2与O2分离，因此要将产物NH3与N2、H2分离开来，温度应该控制在﹣33.35℃，此条件下N2、H2呈气态，NH3处于液态；

（4）反应①是从空气中分离出氮气的过程中，利用了氧气和氮气的沸点不同，分离过程中没有生成新物质，属于物理变化，反应②碳与水蒸气反应有氢气生成，变化过程中有新物质生成，属于化学变化，反应③是氮气和氢气在高温高压、催化剂的条件下生成氨气，变化过程中，有生成新物质，属于化学变化。图中所标出的①②③的变化中，其中属于物理变化的过程是①；根据工艺流程可知，流程中能循环使用的物质是氮气、氢气；

（5）根据工艺流程可知，氮气和氢气在高温高压、催化剂的条件下生成氨气，化学方程式为：N２＋3H2 2NH3。