Question

2．工業(yè)上通過氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)合成氨，氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸．反應(yīng)如圖所示

請(qǐng)回答：
（1）NO₂與H₂O反應(yīng)中的還原劑是NO₂．
（2）NH₃與O₂制取NO的化學(xué)反應(yīng)方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）下列說法不正確的是（選填序號(hào)字母）d．
a．氨可用作制冷劑
b．銨態(tài)氮肥一般不能與堿性化肥共同使用
c．硝酸可用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等
d．某濃硝酸中含有溶質(zhì)2mol，標(biāo)況下，該濃硝酸與足量銅完全反應(yīng)能生成1mol NO₂
（4）大量排放含N、P化合物的廢水，會(huì)導(dǎo)致水體污染．其中含氮的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)在水中分解會(huì)產(chǎn)生氨氣，氨氣在微生物的作用下與氧氣反應(yīng)生成HNO₂，上述氨氣與氧氣的反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2．
（5）已知
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H₁=-241.8kJ/mol
$\frac{1}{2}$N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₂=+33.9kJ/mol
$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）=NH₃（g）△H₃=-46.0kJ/mol
則17g氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO₂（g）與H₂O（g）時(shí)，△H=-299.75kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）NO₂與H₂O反應(yīng)中只有N元素的化合價(jià)變化；
（2）在加熱和催化劑條件下，NH₃與O₂反應(yīng)生成NO和水；
（3）a．氨液化后揮發(fā)帶走能量，所以可用作制冷劑；
b．銨態(tài)氮肥溶解后銨根離子水解顯酸性；
c．依據(jù)硝酸的性質(zhì)和應(yīng)用分析；
d．某濃硝酸中含有溶質(zhì)2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該濃硝酸與足量的銅完全反，隨反應(yīng)進(jìn)行硝酸變稀后生成一氧化氮；
（4）氨氣在微生物的作用下與氧氣反應(yīng)生成HNO₂，根據(jù)得失電子守恒配平方程式，然后判斷；
（5）先寫出氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO₂（g）與H₂O（g）的反應(yīng)方程式，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律含義計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式的焓變，然后計(jì)算17g氨氣與氧氣反應(yīng)放出的熱量．

解答 解：（1）NO₂與H₂O反應(yīng)中只有N元素的化合價(jià)變化，NO₂既是氧化劑又是還原劑，故答案為：NO₂；
（2）在加熱和催化劑條件下，NH₃與O₂反應(yīng)生成NO和水，其反應(yīng)方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）a．液氨揮發(fā)過程中吸收能量，可用作制冷劑，故a正確；
b．銨態(tài)氮肥溶解后銨根離子水解顯酸性，一般不能與堿性化肥共同使用，故b正確；
c．硝酸可用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等，故c正確；
d．某濃硝酸中含有溶質(zhì)2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，該濃硝酸與足量的銅完全反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溶液濃度變稀后反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w，生成NO₂ 小于1mol，故d錯(cuò)誤；
故答案為：d；
（4）氨氣在微生物的作用下與氧氣反應(yīng)生成HNO₂，反應(yīng)的方程式為2NH₃+3O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2HNO₂+2H₂O，反應(yīng)中NH₃為還原劑，O₂為氧化劑，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為
3：2；
故答案為：3：2；
（5）已知：①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H₁=-241.8kJ/mol，
②$\frac{1}{2}$N₂（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H₂=+33.9kJ/mol，
③$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）=NH₃（g）△H₃=-46.0kJ/mol，
氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO₂（g）與H₂O（g）的反應(yīng)方程式為4NH₃（g）+7O₂（g）=4NO₂（g）+6H₂O（g）
由蓋斯定律可知：①×6+②×2-③×4得 4NH₃（g）+7O₂（g）=4NO₂（g）+6H₂O（g）△H=-1199kJ/mol，
則17g氨氣即1mol與氧氣反應(yīng)生成NO₂（g）與H₂O（g）的放出的熱量為1199×$\frac{1}{4}$=299.75kJ，則NH₃（g）+$\frac{7}{4}$O₂（g）=NO₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H=-299.75kJ/mol；
故答案為：-299.75．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氮及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，蓋斯定律的應(yīng)用和熱化學(xué)方程式書寫方法，是一道元素及化合物性質(zhì)的綜合題，難度中等，要求學(xué)生具備分析和解決問題的能力．