Question

合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大突破，解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓與死亡．
（1）氨分子的電子式為

 

，氮元素原子最外層電子排布的軌道表示式是

 

．
（2）在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應(yīng)中NH₃的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖：
根據(jù)上圖，計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，氫氣的平均反應(yīng)速率為

 

．
（3）催化劑存在下，NH₃可用來消除NO的污染，生成兩種對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)．寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為

 

．
（4）pH相同的氨水和氫氧化鈉溶液，分別用蒸餾水稀釋至原來體積的m倍和n倍，稀釋后兩溶液的pH仍相同，則m

 

n（填“＞”、“＜”或“=”）；
（5）氯堿工業(yè)的原料飽和食鹽水中含有一定量的銨根離子，在電解時(shí)會(huì)生成性質(zhì)極不穩(wěn)定的三氯化氮，易引起爆炸．為除去飽和食鹽水中的銨根離子，可在堿性條件下通入氯氣，反應(yīng)生成氮?dú)猓�該反�?yīng)的離子方程式為

 

．該工藝選擇氯氣的優(yōu)點(diǎn)是

 

．（答出一點(diǎn)即可）

Answer 1

考點(diǎn)：工業(yè)合成氨,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素

專題：氮族元素

分析：（1）氨氣是氮原子和氫原子之間通過共價(jià)鍵形成的共價(jià)化合物；根據(jù)原子的最外層電子排布的軌道表示式的書寫方法來回答；
（2）根據(jù)v（H₂）=

3

2

c（NH₃）進(jìn)行計(jì)算；
（3）NH₃可用來消除NO的污染，生成2種對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，應(yīng)生成氮?dú)夂退��?br />（4）稀釋后兩種溶液的pH同，則溶液中c（OH^-）相等，根據(jù)加水稀釋時(shí)溶液中n（OH^-）變化確定稀釋后溶液體積的相對(duì)大小；
（5）可以根據(jù)反應(yīng)物和生成物正確書寫化學(xué)方程式，要充分理解化工生產(chǎn)中節(jié)能環(huán)保的意義．

解答： 解：（1）氨氣是氮原子和氫原子之間通過共價(jià)鍵形成的共價(jià)化合物，電子式為：，N原子的最外層電子排布的軌道表示式為：，
故答案為：；；
（2）根據(jù)圖象分析平衡時(shí)氨氣的濃度為0.1mol/L，時(shí)間為4min，所以依據(jù)速率之比等于系數(shù)之比得到：v（H₂）=

3

2

v（NH₃）=

3

2

×

0.1mol/L

4min

=0.0375 mol/（L?min），故答案為：0.0375 mol/（L?min）；
（3）NH₃可用來消除NO的污染，生成2種對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，應(yīng)生成氮?dú)夂退�，反�?yīng)的方程式為4NH₃+6NO

催化劑   .

高溫高壓

5N₂+6H₂O，反應(yīng)中只有N元素化合價(jià)發(fā)生變化，由方程式可知反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為4：6=2：3，故答案為：4NH₃+6NO

催化劑   .

高溫高壓

5N₂+6H₂O；2：3；
（4）一水合氨是弱電解質(zhì)，氫氧化鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，加水稀釋過程中，促進(jìn)氨水電離，導(dǎo)致氨水中n（OH^-）增大，而氫氧化鈉中n（OH^-）不變，要使稀釋后兩種溶液的pH同，則溶液體積關(guān)系為：氨水＞氫氧化鈉，所以m＞n，
故答案為：＞；
（5）電解后的堿性溶液是氫氧化鈉溶液，生成物是氮?dú)�、氯化鈉、水．反應(yīng)的離子方程式為：3Cl₂+2NH₄⁺+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；利用這種方法的優(yōu)點(diǎn)很多，例如可以實(shí)現(xiàn)原料的再利用，環(huán)境污染程度降低等，利用廢液作原料，變廢為寶；或利用本廠生產(chǎn)的產(chǎn)品作原料，降低生產(chǎn)成本；或?qū)�NH₄Cl雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為N₂，對(duì)環(huán)境無污染；
故答案為：3Cl₂+2NH₄⁺+8OH^-=N₂↑+6Cl^-+8H₂O；就近取材，利用氯堿工業(yè)的產(chǎn)品氯氣為原料（不會(huì)引入其他雜質(zhì)離子）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了弱電解質(zhì)的電離、化學(xué)方程式的書寫及其化工生產(chǎn)中應(yīng)該注意哪些問題，綜合性強(qiáng)，難度不大．