Question

（2008?佛山一模）（1）合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)工業(yè)和國(guó)防工業(yè)具有重要意義．工業(yè)合成
氨的原理是：N₂+3H₂

20-50MPa

500℃、鐵觸煤

2NH₃△H＜0，生產(chǎn)流程如圖1所示．
①X的化學(xué)式為

NH₃

；
②圖中條件選定的主要原因是（選填字母序號(hào)）

BC

；
A．升高溫度、增大壓強(qiáng)均有利于氨的合成
B．鐵觸媒在該溫度時(shí)活性大
C．工業(yè)生產(chǎn)受動(dòng)力、材料、設(shè)備等條件的限制
③改變反應(yīng)條件，會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)．圖2表示隨條件改變，氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)．當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是（選填字母序號(hào)）

c

，當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是（選填字母序號(hào)）

a

．
（2）常溫下氨氣極易溶于水，其水溶液可以導(dǎo)電．
④用方程式表示氨氣溶于水且顯弱堿性的過(guò)程：

NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-

；
⑤氨水中水電離出的c（OH^-）

＜

  10^-7 mol?L^-1（填寫“＞”、“＜”或“=”）；
⑥將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到小依次為

c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)題干中的流程圖解答；
②該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理進(jìn)行解答；
③合成氨反應(yīng)是一個(gè)體積減小反應(yīng)，可以得出隨著壓強(qiáng)的增大，平衡向氨氣增大的方向移動(dòng)，結(jié)合圖象可以知道c符合要求．又因?yàn)楹铣砂狈磻?yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，可以得出隨著溫度的升高，平衡向氨氣減少的方向移動(dòng)，結(jié)合圖象可以知道a符合要求；
（2）④氨氣和水反應(yīng)生成氨水，氨水電離生成氫氧根離子和銨根離子，據(jù)此解答；
⑤氨水是弱堿，對(duì)水的電離起到抑制作用；
⑥將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合后，反應(yīng)生成氯化銨溶液，銨根離子水解；

解答：解：①合成氨工業(yè)有下列流程：原料氣制備、原料氣凈化和壓縮、氨的合成、氨的分離，從圖1生產(chǎn)流程知，原料氣氮?dú)夂蜌錃�，�?jīng)過(guò)氨的合成、氨的分離，所以X為氨氣，Y為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚�，再循環(huán)利用，故答案為：NH₃；
②A．升高溫度，能使反應(yīng)速率加快，但該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于氨的合成；增大壓強(qiáng)，能使反應(yīng)速率加快，反應(yīng)也向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但過(guò)高的壓強(qiáng)，反應(yīng)成本高，故A錯(cuò)誤；
B．實(shí)際生產(chǎn)中采用400～500℃的高溫，催化劑的催化活性最高，可以增加反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間；故B正確；C．合成氨工業(yè)的原理是：N₂+3H₂

20-50MPa

500℃、鐵觸煤

2NH₃△H＜0，從化學(xué)平衡的角度看，溫度越低，壓強(qiáng)越大，越有利于合成氨，工業(yè)生產(chǎn)以經(jīng)濟(jì)利益最大化為目的，所以工業(yè)生產(chǎn)受動(dòng)力、材料、設(shè)備等條件的限制，目前的生產(chǎn)條件為：催化劑-鐵觸媒，溫度-400～500℃，壓強(qiáng)-30～50MPa，故C正確；
故答案為：BC．
③合成氨工業(yè)的原理是：N₂+3H₂

20-50MPa

500℃、鐵觸煤

2NH₃△H＜0，因△H＜0，從化學(xué)平衡的角度看，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低，越有利于合成氨，增加溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的百分含量減少；正反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)越大，越有利于合成氨，增大壓強(qiáng)時(shí)平衡向右進(jìn)行，氨氣的百分含量增大，結(jié)合圖象可以知道c符合要求．又因?yàn)楹铣砂狈磻?yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，可以得出隨著溫度的升高，平衡向氨氣減少的方向移動(dòng)，結(jié)合圖象可以知道a符合要求；答案為：c；a；
（2）④氨氣和水反應(yīng)生成氨水，氨水電離生成氫氧根離子和銨根離子，方程式為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，
故答案為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
⑤水電離出氫離子和氫氧根離子，氨水是弱堿，電離出電離生成氫氧根離子和銨根離子，對(duì)水的電離起抑制作用，所以水電離出的c（OH^-）＜10^-7 mol?L^-1，故答案為：＜；
⑥將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合后，反應(yīng)生成氯化銨溶液，銨根離子水解，c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解后溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），水解極其微弱，所以c（NH₄⁺）＞c（H⁺），
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了合成氨工業(yè)，題目綜合性強(qiáng)，難度較大，掌握合成氨工業(yè)的流程，掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的移動(dòng)以及熱化學(xué)部分的知識(shí)，是解答本題的關(guān)鍵．