氨是重要的化工原料,合成氨是哈伯1905年發(fā)明的.2001年希臘化學(xué)家提出了電解合成氨的方法,即在常壓下把氫氣和用氦氣稀釋的氮?dú)夥謩e通入一個(gè)加熱到570℃的電解池中,H2和N2在電極上合成氨.此法的轉(zhuǎn)化率大為提高.已知:N2 (g)+3H2 (g)?2NH3(g)△H<0.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)電解法合成氨可以使用水做電解液?jiǎn)幔?!--BA-->
 
,為什么?
 

(2)若合成氨反應(yīng)容器的容積為2L,開(kāi)始充入3mol H2和1mol N2 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的
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,則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為
 
.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為
 
,升高溫度,平衡常數(shù)將
 
.(填增大、減少或不變);增大反應(yīng)容器的體積,再達(dá)到平衡時(shí),混合氣的平均分子量將
 
.(填增大、減少或不變).
(3)在一定條件下氨可與其他物質(zhì)反應(yīng)生成尿素〔CO(NH22〕,已知30g尿素在高溫高壓下分解生成11.2LNH3(標(biāo)況)、5.6LCO2和一定量的三聚氰胺分子(三聚氰胺的相對(duì)分子質(zhì)量為126).不法分子曾在低蛋白含量的奶粉中加入三聚氰胺來(lái)提高奶粉中的蛋白質(zhì)含量,導(dǎo)致許多嬰幼兒腎結(jié)石.寫出三聚氰胺的分子式為
 
,其化學(xué)反應(yīng)方程式為
 
. 三聚氰胺分子中有一個(gè)六元環(huán),一個(gè)三聚氰胺分子可分解生成三個(gè)分子A,則A的結(jié)構(gòu)式是
 
分析:(1)根據(jù)合成反應(yīng)的條件和水的狀態(tài)角度來(lái)考慮;
(2)根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比計(jì)算反應(yīng)后容器內(nèi)混合氣體總的物質(zhì)的量,利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率;
根據(jù)平衡常數(shù)定義和反應(yīng)方程式寫出平衡表達(dá)式,根據(jù)升高溫度,平衡移動(dòng)方向判斷平衡常數(shù)變化;根據(jù)平衡移動(dòng)方向判斷;
(3)根據(jù)已知量和原子守恒及三聚氰胺的相對(duì)分子質(zhì)量推算三聚氰胺的分子式,配平化學(xué)式方程式;根據(jù)三聚氰胺的結(jié)構(gòu)及價(jià)鍵理論及原子守恒寫出A的結(jié)構(gòu)式.
解答:解:(1)在電解法合成氨的電解池中不能用水作電解質(zhì)溶液的溶劑,原因是新法合成氨電解池的反應(yīng)溫度是570℃時(shí),水為水蒸氣,
故答案為:不能;溫度高,水為氣態(tài),不利于氨氣的生成;
(2)根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,故反應(yīng)后容器內(nèi)混合氣體總的物質(zhì)的量=4mol×
7
8
=3.5mol,則:
N2+3H2=2NH3 物質(zhì)的量減少△n
1            1+3-2=2
n(N2)    4mol-3.5mol=0.5mol
故n(N2)=0.5mol×
1
2
=0.25mol,
故平衡后氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量=1mol-0.25mol=0.75mol;
氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=
0.25mol
1mol
×100%=25%;
此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=
c2(NH3) 
c(N2)?c3(H2)
;
升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),即向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以K減;
增大體積,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),總物質(zhì)的量增大,故平均摩爾質(zhì)量減;
故答案為:25%;K=
c2(NH3) 
c(N2)?c3(H2)
;減;減;
(3)尿素的物質(zhì)的量為:
30g
60g/mol
=0.5mol,氨氣的物質(zhì)的量為:
11.2L
22.4L/mol
=0.5mol,二氧化碳的物質(zhì)的量為:
5.6L
22.4L/mol
=0.25mol,
反應(yīng)方程式可寫成:2 CO(NH22→三聚氰胺+2NH3↑+CO2↑,根據(jù)原子守恒可推知三聚氰胺中含C、H、N且個(gè)數(shù)比為:1mol:2mol:2mol=1:2:2
設(shè)三聚氰胺分子式為(CH2N2)n,根據(jù)三聚氰胺的相對(duì)分子質(zhì)量為126得:(12+2+28)×n=126,解得n=3,故三聚氰胺的分子式為:C3H6N6,
故方程式可寫成:2 CO(NH22→C3H6N6+2NH3↑+CO2↑,根據(jù)原子守恒配平得:6 CO(NH22=C3H6N6+6NH3↑+3CO2↑;
根據(jù)三聚氰胺分子中有一個(gè)六元環(huán)及碳4價(jià)氮3價(jià)氫1價(jià)原則,可知三聚氰胺的結(jié)構(gòu)為:精英家教網(wǎng)






一個(gè)三聚氰胺分子可分解生成三個(gè)分子A,即C3H6N6→3A,根據(jù)原子守恒可知A的分子式CH2N2,A的結(jié)構(gòu)式為:精英家教網(wǎng);
故答案為:C3H3N6;6 CO(NH22=C3H6N6+6NH3↑+3CO2↑;精英家教網(wǎng)
點(diǎn)評(píng):本題難度較大,既有原理的運(yùn)用,又有物質(zhì)分子式和結(jié)構(gòu)式的推斷,要綜合運(yùn)用題給信息,要用原子守恒來(lái)確定組成及配平方程式.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氨是重要的化工原料,實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式為
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
,如圖所示,A、B、C是氣體收集裝置,其中可用來(lái)收集氨氣的是
B
B
.當(dāng)兩根分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí),會(huì)觀察到的現(xiàn)象是
有白煙生成
有白煙生成
.在實(shí)驗(yàn)室,干燥氨時(shí),通常是將制得的氨通過(guò)
堿石灰
堿石灰
,以除去其中的水蒸氣;為檢驗(yàn)氨氣是否收集滿,往往取
濕潤(rùn)的紅色石蕊
濕潤(rùn)的紅色石蕊
試紙置于試管口處,當(dāng)顏色由
紅色變?yōu)樗{(lán)色
紅色變?yōu)樗{(lán)色
 時(shí),表明已經(jīng)收集滿氨氣.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

氨是重要的化工原料,實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式為_(kāi)_______,如圖所示,A、B、C是氣體收集裝置,其中可用來(lái)收集氨氣的是________.當(dāng)兩根分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí),會(huì)觀察到的現(xiàn)象是________.在實(shí)驗(yàn)室,干燥氨時(shí),通常是將制得的氨通過(guò)________,以除去其中的水蒸氣;為檢驗(yàn)氨氣是否收集滿,往往取________試紙置于試管口處,當(dāng)顏色由________ 時(shí),表明已經(jīng)收集滿氨氣.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

氨是重要的化工原料,實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式為_(kāi)_____,如圖所示,A、B、C是氣體收集裝置,其中可用來(lái)收集氨氣的是______.當(dāng)兩根分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí),會(huì)觀察到的現(xiàn)象是______.在實(shí)驗(yàn)室,干燥氨時(shí),通常是將制得的氨通過(guò)______,以除去其中的水蒸氣;為檢驗(yàn)氨氣是否收集滿,往往取______試紙置于試管口處,當(dāng)顏色由______ 時(shí),表明已經(jīng)收集滿氨氣.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年廣西北海市合浦縣高二(上)期中化學(xué)試卷(文科)(解析版) 題型:填空題

氨是重要的化工原料,實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式為    ,如圖所示,A、B、C是氣體收集裝置,其中可用來(lái)收集氨氣的是    .當(dāng)兩根分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí),會(huì)觀察到的現(xiàn)象是    .在實(shí)驗(yàn)室,干燥氨時(shí),通常是將制得的氨通過(guò)    ,以除去其中的水蒸氣;為檢驗(yàn)氨氣是否收集滿,往往取    試紙置于試管口處,當(dāng)顏色由     時(shí),表明已經(jīng)收集滿氨氣.

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