Question

大气固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大气固氮和合成氨的部分K值：

	N2+O22NO	N2+3H22NH3
温度	25℃	2000℃	25℃	400℃
平衡常数K	3.84×10^-31	0.1	5×10^8	200

（1）大气固氮是_______(“吸热”、“放热”)反应；人工固氮对农业意义十分重大，根据表中数据，可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。

（2）工业合成氨原料气的制备主要方法如下：

①以空气为原料制备N₂，其方法是______________________________________。

②以焦炭和水为原料制备H₂，反应原理为____________________、__________________。

H₂中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收，以防止合成氨时催化剂中毒：

CO(g)+Cu(NH₃)₂Ac(aq) Cu(NH₃)₂AC·CO(aq)+Q(Q>0)

要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨，可________(“升”“降”)温、____(“增”“降”)压。

（3）液氨和水类似，也能自离解(电离)：NH₃+NH₃NH₄⁺+NH₂^-。

①液氨的离子积可以表示为________________。

②25℃时，液氨的离子积K=1.0×10^-30。若将NaNH₂固体加入液氨中，则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变)_________ (选填编号)

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都能完全电离，则用标准NaNH₂液氨溶液滴定未知浓度NH₄Cl液氨溶液时，反应的离子方程式为_______________________。

Answer

（1）吸热（1分）；寻找常温下能发生反应的催化剂（1分）。

（2）①将空气加压使其液化，然后蒸发（蒸馏），分离出氮气和氧气。（或将碳在空气中燃烧，除去CO2）（1分）。

②C(s)+ H2O (g)CO+ H2(1铃)；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】

试题分析：（1）根据表中数据，温度升高，平衡常数增加，说明大气固氮是吸热反应；人工固氮对农业意义十分重大，根据表中数据，可推知合成氨最重要的研究方向是寻找常温下能发生反应的催化剂。

（2）①以空气为原料制备N2，其方法是将空气加压使其液化，然后蒸发（蒸馏），分离出氮气和氧气。（或将碳在空气中燃烧，除去CO2）。②以焦炭和水为原料制备H2，反应原理为C(s)+ H2O (g)=CO+ H2(1铃)；CO+ H2O (g)=CO2+ H2O。CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq) Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)正反应是放热反应， 要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨，可升温降压，可使平衡左移即可。

（3）NH3+NH3NH4++NH2-。①液氨的离子积可以表示为K= c(NH4+)•c(NH2-)。②由于液氨能电离出NH2-，当加入NaNH2时电离出NH2-的量和钠离子的量肯定相等，但加上原NH2-时，就有c(Na+)<(NH2-) ,a错误；

（4）若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离，则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时，反应的离子方程式为NH4++ NH2-→2NH3。

考点：本题考查化学平衡常数的运用，平衡移动和电离平衡对离子的分析。