Question

工业生产硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：（1）写出硝酸铵在工农业生产中的主要用途______（任写一

工业生产硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：（1）写出硝酸铵在工农业生产中的主要用途______（任写一条）（2）已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），△H=-92kJ?mol-1．请回答：①在500℃、200atm（1atm=101KPa）和铁催化条件下向一密闭容器中充入1mol N2和3mol H2，充分反应后，放出的热量______（填“＜”“＞”“=”）92.4kJ，理由是：______②为有效提高氢气的转化率，实际生产中宜采取的措施有______A．降低温度 B．最适合催化剂活性的适当高温 C．增大压强D．降低压强 E．循环利用和不断补充氮气 F．及时移出氨（3）写出氨在铂铑合金网催化氧化的化学方程式：4NH3+5O2催化剂.△4NO+6H2O4NH3+5O2催化剂.△4NO+6H2O（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量为3：2的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为15%，此时H2的转化率为______．（5）请写出实验室检验产品中阳离子的方法：______．（6）硝铵受热会发生爆炸，在某温度下反应生成N2，其中被氧化和被还原的氮原子为5：3，请写出该反应的化学方程式：______．

Answer 1

（1）因铵盐的主要用途是用作氮肥，故答案为：可做氮肥等；
（2）①因为可逆反应不可能完全进行到底，放出的热量比完全反应少，在1atm和298K条件下，1mol氮气和3mol氢气完全反应生成2mol氨气，放出92.4kJ热量，该反应为可逆反应，不可能进行完全，又因为反应温度为500℃，所以放出的热量小于92.4kJ；
故答案为：＜；该反应是可逆反应，1molN₂不能完全反应，产生的热量比92.4小；
②A．反应是放热反应，降低温度平衡正向进行，氢气的转化率提高，但在实际生产中不能用低温，因为温度低化学反应速率慢，故A不符合；
B．最适合催化剂活性的适当高温，温度越高氢气转化率减小，故B不符合；        
C．反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向进行，氢气转化率增大，故C符合；
D．降低压强，平衡逆向进行，故D不符合；       
E．循环利用和不断补充氮气，提高氢气转化率，故E符合；            
F．及时移出氨，平衡正向进行，氢气转化率增大，故F符合；
故答案为：CEF；
 （3）氨在铂铑合金网催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；  
（4）在一定温度和压强的密闭容器中，将物质的量为3：2的H₂和N₂混合，当该反应达到平衡时，测出平衡混合气中氨的体积分数为15%，依据化学平衡三段式列式计算，设H₂和N₂物质的量为3x，2x，反应的氮气物质的量为m；
               N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），
起始量（mol）   2x     3x          0 
变化量（mol）   m     3m          2m
平衡量（mol）2x-m    3x-3m        2m
平衡混合气中氨的体积分数为15%，则

2m

5x?2m

×100%=15%
46m=15x
氢气转化率=

3m

3x

×100%=

15

46

×100%=32.6%；
故答案为：32.6%；
（5）产品是硝酸铵，铵根离子的检验方法，取少量产品于试管中，加入NaOH溶液，加热，产生使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，说明含有铵根离子；
故答案为：取少量产品于试管中，加入NaOH溶液，加热，产生使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体；
（6）NH₄⁺→N₂，N元素的化合价由-3价→0价，-3价的N元素被氧化，化合价升高3价，NO₃^-→N₂，N元素的化合价由+5价→0价，+5价的N元素化合价降低，被还原，化合价降低5价，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，发生氧化反应的氮原子与发生还原反应的氮原子的个数之比是5：3，反应的化学方程式为：5NH₄NO₃=2HNO₃+4N₂+9H₂O；
故答案为：5NH₄NO₃=2HNO₃+4N₂+9H₂O．