(2009?江門(mén)一模)實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下:
(l)已知實(shí)驗(yàn)室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化錢(qián)溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮?dú)猓瑢?xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NH4Cl+NaNO2
  △  
.
 
NaCl+N2↑+2H2O
NH4Cl+NaNO2
  △  
.
 
NaCl+N2↑+2H2O

(2)圖中,氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^(guò)甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合外,還有
干燥氣體,觀察氣泡速度,控制氫氣和氮?dú)獾牧魉?/div>
干燥氣體,觀察氣泡速度,控制氫氣和氮?dú)獾牧魉?/div>.
(3)氨合成器出來(lái)經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨
不會(huì)
不會(huì)
(“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生倒吸,原因是
混合氣體中含有大量難溶于水的氮?dú)夂蜌錃?/div>
混合氣體中含有大量難溶于水的氮?dú)夂蜌錃?/div>.
(4)用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后,再通入空氣,同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶?jī)?nèi),能使鉑絲保持紅熱的原因是
氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),放出的熱使鉑絲保持紅熱
氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),放出的熱使鉑絲保持紅熱
.錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是:
有紅棕色氣體產(chǎn)生
有紅棕色氣體產(chǎn)生

(5)寫(xiě)出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式:
4NH3+5O2
催化劑
.
4NO+6H2O
4NH3+5O2
催化劑
.
4NO+6H2O

(6)用CH4催化還原NO2可以消除氮氧化物的污染.例如.
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1,
寫(xiě)出CH4還原NO2至N2的熱化學(xué)方程式
CH4(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-867KJ/mol
CH4(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-867KJ/mol
;若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH4還原NO2至N2整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為
1.6NA
1.6NA
(阿伏加德羅常數(shù)的值用N2表示),放出的熱量為
173.4
173.4
kJ.
分析:(1)根據(jù)題干信息可知:反應(yīng)物是NaNO2和NH4Cl,有N2生成,反應(yīng)中只有氮元素發(fā)生變價(jià),結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知:生成物還有NaCl和H2O,然后進(jìn)行配平即可,注意反應(yīng)條件;
(2)甲裝置的作用有將氣體混合均勻、控制氫氣和氮?dú)獾牧魉、干燥氣體;
(3)混合氣體中含有大量的氮?dú)夂蜌錃,均是難溶于水的氣體,極易溶于水的氣體易發(fā)生倒吸;
(4)氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng);生成的一氧化氮與空氣中的氧氣化合成二氧化氮;
(5)根據(jù)氨氣的化學(xué)性質(zhì)來(lái)回答;
(6)根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算反應(yīng)的焓變,并根據(jù)化合價(jià)的升降來(lái)判斷電子轉(zhuǎn)移情況,計(jì)算反應(yīng)熱的多少.
解答:解:(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律及題干信息可知,反應(yīng)物是NaNO2和NH4Cl,生成物是N2和H2O和NaCl,用觀察法配平即可,反應(yīng)方程式為:NH4Cl+NaNO2
  △  
.
 
NaCl+N2↑+2H2O,故答案為:NH4Cl+NaNO2
  △  
.
 
NaCl+N2↑+2H2O;
(2)甲裝置的作用有將氣體混合均勻、控制氫氣和氮?dú)獾牧魉佟⒏稍餁怏w,
故答案為:干燥氣體,觀察氣泡速度,控制氫氣和氮?dú)獾牧魉伲?br />(3)氨氣的混合氣體中含有大量的氮?dú)夂蜌錃猓请y溶于水的氣體,不會(huì)倒吸,
故答案為:不會(huì);混合氣體中含有大量難溶于水的氮?dú)夂蜌錃猓?br />(4)氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),放出的熱使鉑絲保持紅熱,生成的一氧化氮與空氣中的氧氣化合成二氧化氮,二氧化氮是紅棕色氣體,故答案為:氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),放出的熱使鉑絲保持紅熱;有紅棕色氣體產(chǎn)生;
(5)氨的催化氧化反應(yīng)方程式為:4NH3+5O2
催化劑
.
4NO+6H2O,故答案為:4NH3+5O2
催化劑
.
4NO+6H2O;
(6)已知①CH4(g)+4N02(g)═4NO(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4N0(g)═2N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-1160kJ?mol-1,
則反應(yīng)CH4(g)+2N02(g)═N2(g)+C02(g)+2H20(g)等于
1
2
(①+②),
根據(jù)蓋斯定律,所以反應(yīng)CH4(g)+2N02(g)═N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=
1
2
[(-574kJ?mol-1)+(-1160kJ?mol-1)]=-867KJ/mol,反應(yīng)CH4(g)+2N02(g)═N2(g)+C02(g)+2H20(g)中,1mol甲烷參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8mol,所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L極0.2molCH4還原NO2至N2整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為1.6mol,電子總數(shù)為1.6NA,當(dāng)轉(zhuǎn)移8mol電子,放出的能量為867KJ,所以轉(zhuǎn)移1.6mol電子放出的能量為173.4KJ,
故答案為:CH4(g)+2N02(g)═N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-867KJ/mol;1.6NA;173.4.
點(diǎn)評(píng):本題以信息形式主要考查了氮?dú)獾闹迫 ⒁约暗幕衔锏男再|(zhì),綜合性較大,旨在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移運(yùn)用,依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行.
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4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3,△H=-2834.9kJ?mol-1
4Al(s)+2O2(g)=2Al2O3,△H=-3119.1gkJ?mol-1
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