Question

5．空氣中氮氣的含量最多，氮氣在高溫、高壓條件下可與某些物質發(fā)生反應，如圖是以空氣和其他必要的原料合成氮肥（NH₄NO₃）的工業(yè)流程．請按要求回答下列問題：

（1）步驟①中發(fā)生的變化是物理．（填“物理”或“化學”）
（2）寫出步驟②中發(fā)生反應的化學方程式N₂+3H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2NH₃．
（3）上述化學反應中屬于化合反應的有3個．
（4）如圖是產(chǎn)品銘牌，即化肥硝酸銨包裝上的部分說明，求硝酸銨中氫、氧元素的質量比為1：12；氫元素的質量分數(shù)是5%；該化肥是混合物（填“純凈物”或“混合物”）（相對原子質量H-1 N-14 O-16）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)流程結合分離液態(tài)空氣法獲得氣體的方法分析變化；
（2）根據(jù)步驟②是氮氣和氫氣在一定條件下反應生成氨氣，步驟③是氨氣和氧氣在催化劑加熱的條件下生成一氧化氮和水進行分析；
（3）根據(jù)流程圖中涉及的反應分析反應類型；
（4）根據(jù)元素質量=元素的相對原子質量×該元素的原子個數(shù)求出元素質量比；根據(jù)元素質量分數(shù)的計算方法求出氫元素的質量分數(shù)，求出氮元素的質量分數(shù)，與圖中含氮量比較判斷是純凈物還是混合物．

解答 解：（1）從空氣中分離出原有的氮氣和氧氣是利用二者的沸點不同，沒有產(chǎn)生新的物質，發(fā)生的是物理變化；
（2）步驟②是氮氣和氫氣在一定條件下反應生成氨氣，化學方程式為：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2NH₃；
（3）步驟②是氮氣和氫氣合成氨氣，屬于化合反應；步驟③是氨氣和氧氣在加熱及催化劑的條件下反應產(chǎn)生一氧化氮和水，不屬于基本反應類型；步驟④是一氧化碳、水和氧氣合成硝酸，屬于化合反應；步驟⑤是硝酸和氨氣合成硝酸銨，屬于化合反應，因此化合反應是②④⑤，共3個．
（4）硝酸銨中氫、氧元素的質量比為1×4：16×3=1：12；硝酸銨的相對分子質量：14+1×4+14+16×3=80，所以氫元素的質量分數(shù)是：$\frac{4}{80}$×100%=5%，氮元素質量分數(shù)：$\frac{28}{80}$×100%=35%，上面標的是≥30%，所以屬于混合物．
故答案為：（1）物理；（2）N₂+3H₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2NH₃；（3）3；（4）1：12；5%；混合物．

點評 本題主要考查了合成硝酸銨的工藝流程及方程式的書寫及利用標簽信息分析物質的性質，學會根據(jù)題目給予的信息來分析題目并結合相關的知識分析問題是正確解答本題的關鍵．