Question

【题目】氮气是制备含氮化合物的重要原料，而含氮化合物的用途广泛。回答下列问题：

（1）两个常见的固氮反应为：

N2(g)+O2(g)2NO(g)…………（Ⅰ）

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)…………（Ⅱ）

①气相反应中，某物质A 的组成习惯用分压p(A)代替浓度c(A)，相应的平衡常数用Kp表示。反应（Ⅰ）的平衡常数表达式Kp=_________________。

②反应（Ⅱ）在不同温度下的平衡常数Kp如下表：

温度/K	298	473	673
Kp	62(KPa)-2	6.2×10-5(KPa)-2	6.0×10-8(KPa)-2

则反应(Ⅱ) 的ΔH________0（填“＞”、“＜”或“=”）

（2）合成氨工业中原料气所含的少量CO对合成塔中的催化剂有害，可由“铜洗”工序实现对原料气精制。有关反应的化学方程式如下：

[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g) +NH3(g)[Cu(NH3)3] ]Ac·CO(aq)

ΔH=-35 kJ·mol-1，用化学平衡移动原理分析该工序生产的适宜条件为________________________。

（3）氨气是工业制硝酸的主要原料。T℃时，NH3和O2可能发生如下反应：

①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H= -907kJmol-1

②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H= -1269kJmol-1

其中②是副反应。若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是___________________；

T℃时N2和O2反应生成NO的热化学方程式为________________________________。

（4）生产和实验中常采用甲醛法测定铵盐的含氢量。反应原理如下：

4NH4++6HCHO==(CH2)6N4H+（一元酸）+3H++6H2O

实验步骤如下：

①取铵盐样品溶液a mL，加入稍过量的甲醛溶液（已除去其中的酸），静置1分钟；

②滴入1-2滴酚酞溶液，用cmol·L-1的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色且半分钟内不褪去为止，记录消耗氢氧化钠溶液的体积；

③重复以上操作2 次，三次实验平均消耗氢氧化钠溶液VmL。

则样品中的含氮量为____mg·L-1；下列铵盐不适合用甲醛法测定含氮量的是____________（填标号）。

a.NH4HCO3 b. (NH4)2SO4 c.NH4Cl d.CH3COONH4

Answer 1

【答案】 < 低温、加压 使用合适的催化剂 N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H=+181kJmol-1 a

【解析】(1). ①.对于反应N2(g)+O2(g)2NO(g)，用分压p(A)代替浓度c(A)，根据平衡常数的定义，其平衡常数表达式Kp=，故答案为： ；

②.由表中数据可知，反应（Ⅱ）随温度升高，平衡常数Kp逐渐减小，说明升高温度平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，ΔH＜0，故答案为：＜；

(2). 对于反应[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] ]Ac·CO(aq) ΔH=-35kJ·mol-1，该反应的正反应为气体物质的量减少、放热的反应，降低温度和增大压强有利于该反应正向进行，提高CO的转化率，故答案为：低温、加压；

(3). 由题中所给反应方程式可知，主反应和副反应均为放热反应和气体物质的量增加的反应，根据压强、温度、催化剂等对反应速率及平衡的影响可知，为了减少副反应的发生，提高NO的产率，最合理的措施是采用合适的催化剂，使反应物尽可能发生反应①，既能增大反应速率，又能提高NO的产率；根据盖斯定律，①÷2－②÷2得：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+181kJmol-1，故答案为：使用合适的催化剂；N2(g)+O2(g)==2NO(g)△H=+181kJmol-1；

(4). 根据反应方程式可得：4NH4+～(CH2)6N4H+（一元酸）+3H+～4NaOH，则n(NH4+)=V×10-3L×cmol/L=Vc×10-3mol，样品中的含氮量为：Vc×10-3mol×14g/mol×1000mg/g÷a×10-3L=；因NH4HCO3中的HCO3－也可以和NaOH标准溶液反应，消耗NaOH标准溶液，使测定结果偏高，b、c、d中的阴离子和NaOH标准溶液不反应，不影响测定结果，故答案为： ；a。