Question

【题目】（1）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一。以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点。其过程大体如图1所示：

①请写出用天然气制备氢气的化学方程式：_________________________________；

②写出合成尿素[CO (NH2) 2]反应的化学方程式：__________________________；

③写出O2与NH3在有催化剂的条件下反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式：______；

④每生产1molNH4NO3最少需要NH3______mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4____mol；

（2）科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图2）．已知断裂1molN-N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为N2时要释放______kJ能量。

Answer 1

【答案】 CH4+2H2OCO2+4H2 CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O 2NH3+2O2NH4NO3+H2O 2 0.75 724

【解析】（1）①CH4转化过程中生成了CO2和H2，方程式为：CH4+2H2OCO2+4H2，故答案为：CH4+2H2OCO2+4H2；
②二氧化碳和氨气反应生成尿素，根据原子守恒：CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O，故答案为：CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O；
③O2与NH3反应生成NH4NO3，根据原子守恒反应的化学方程式为2NH3+2O2NH4NO3+H2O，故答案为：2NH3+2O2NH4NO3+H2O；
④NH4NO3～2NH3，每生产1mol NH4NO3最少需要2molNH3；根据反应CH4+2H2OCO2+4H2、N2+3H22NH3，可知生产2molNH3需要甲烷0.75mol，故答案为：2；0.75；
（2）从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N-N键，根据反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，则N4（g）=2N2（g）△H，有△H=6×193 kJmol-1-2×941 kJmol-1=-724 kJmol-1，故答案为：724。