Question

大氣固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大氣固氮和合成氨的部分K值：

	N2+O22NO		N2+3H22NH3
溫度	25℃	2000℃	25℃	400℃
平衡常數K	3.84×10-31	0.1	5×108	200

 
（1）大氣固氮是_______(“吸熱”、“放熱”)反應；人工固氮對農業意義十分重大，根據表中數據，可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。
（2）工業合成氨原料氣的制備主要方法如下：
①以空氣為原料制備N₂，其方法是______________________________________。
②以焦炭和水為原料制備H₂，反應原理為____________________、__________________。
H₂中混有的CO可用醋酸亞銅氨溶液吸收，以防止合成氨時催化劑中毒：
CO(g)+Cu(NH₃)₂Ac(aq) Cu(NH₃)₂AC·CO(aq)+Q(Q>0)
要從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨，可________(“升”“降”)溫、____(“增”“降”)壓。
（3）液氨和水類似，也能自離解(電離)：NH₃+NH₃NH₄⁺+NH₂^-。
①液氨的離子積可以表示為________________。
②25℃時，液氨的離子積K=1.0×10^-30。若將NaNH₂固體加入液氨中，則所得溶液中不存在的關系式是(設溫度保持不變)_________ (選填編號)
a．c(Na⁺)=c(NH₂^-)    b．c(NH₄⁺)·c(NH₂^-)=1.0×10^-30     c．c(NH₂^-)> c(NH₄⁺)
（4）若在液氨中NaNH₂和NH₄Cl都能完全電離，則用標準NaNH₂液氨溶液滴定未知濃度NH₄Cl液氨溶液時，反應的離子方程式為_______________________。

Answer 1

（1）吸熱（1分）；尋找常溫下能發生反應的催化劑（1分）。
（2）①將空氣加壓使其液化，然后蒸發（蒸餾），分離出氮氣和氧氣。（或將碳在空氣中燃燒，除去CO₂）（1分）。
②C(s)+ H₂O (g)CO+ H₂(1鈴)；CO+ H₂O (g)CO₂+ H₂O(1分)；升、降（2分）。
（3）① K= c(NH₄⁺)?c(NH₂^-)(1分)  ②a(2分)
（4）NH₄⁺+ NH₂^-→2NH₃(2分)

解析試題分析：（1）根據表中數據，溫度升高，平衡常數增加，說明大氣固氮是吸熱反應；人工固氮對農業意義十分重大，根據表中數據，可推知合成氨最重要的研究方向是尋找常溫下能發生反應的催化劑。
（2）①以空氣為原料制備N₂，其方法是將空氣加壓使其液化，然后蒸發（蒸餾），分離出氮氣和氧氣。（或將碳在空氣中燃燒，除去CO₂）。②以焦炭和水為原料制備H₂，反應原理為C(s)+ H₂O (g)=CO+ H₂(1鈴)；CO+ H₂O (g)=CO₂+ H₂O。CO(g)+Cu(NH₃)₂Ac(aq) Cu(NH₃)₂AC·CO(aq)+Q(Q>0)正反應是放熱反應， 要從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨，可升溫降壓，可使平衡左移即可。
（3）NH₃+NH₃NH₄⁺+NH₂^-。①液氨的離子積可以表示為K= c(NH₄⁺)?c(NH₂^-)。②由于液氨能電離出NH₂^-，當加入NaNH₂時電離出NH₂^-的量和鈉離子的量肯定相等，但加上原NH₂^-時，就有c(Na⁺)<(NH₂^-) ,a錯誤；
（4）若在液氨中NaNH₂和NH₄Cl都能完全電離，則用標準NaNH₂液氨溶液滴定未知濃度NH₄Cl液氨溶液時，反應的離子方程式為NH₄⁺+ NH₂^-→2NH₃。
考點：本題考查化學平衡常數的運用，平衡移動和電離平衡對離子的分析。