Question

19．制取硝酸铵的流程如图所示．

请回答下列问题：
（1）生成氨气需要的氮气来自空气．氮气在空气中的质量分数约为76%（结果精确至1%．标准状况下，空气的密度为1.29g/L，氮气的密度为1.25g/L）．工业上用天然气和水蒸气在高温下制备氢气，同时生成了一种有毒的气体，写出该反应的化学方程式CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3H₂+CO．
（2）图中的铁砂网和Pt-Rh合金网在反应中均用作固体催化剂，将固体催化剂制成网状的目的是促进反应进行．
（3）1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，获得了诺贝尔化学奖．
用分别表示氮气、氢气和氨气．观察下图，写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的正确顺序CEABD（将下面五张图按反应过程顺序用字母序号排列）

（4）氨气在Pt-Rh合金的催化作用下被氧化成一氧化氮和水，该反应的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Pt-Rh\;}}{\;}$4NO+6H₂O．
（5）硝酸铵是一种重要的化肥，它主要为农作物提供生长需要的氮元素，它若与熟石灰混合使用会降低肥效，用化学方程式解释原因2NH₄NO₃+Ca（OH）₂=Ca（NO₃）₂+2H₂O+2NH₃↑．

Answer 1

分析 根据空气、氮气的密度和氮气在空气中的含有进行分析解答，天然气和水蒸气在高温下制备氢气，同时生成了一种有毒的气体，该气体是一氧化碳，据此写出有关反应的化学方程式；增大接触面积能促进反应的进行；根据反应物和生成物书写反应的化学方程式即可．

解答 解：（1）设空气的体积是100L，则空气的质量为100L×1.29g/L=129g，氮气的质量为：100L×78%×1.25g/L=97.5g，故氮气在空气中的质量分数为：$\frac{97.5g}{129g}×100%≈76%$；天然气和水蒸气在高温下制备氢气，同时生成了一种有毒的气体，根据化学反应前后元素的种类不变，故生成的有毒气体是一氧化碳，该反应的化学方程式为：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3H₂+CO，故填：76%；CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3H₂+CO．
（2）将固体催化剂制成网状能增大反应物之间的接触面积，促进反应的进行，故填：促进反应进行．
（3）据图可以看出，首先是氢气和氮气分子接近催化剂表面，分别分成氢原子和氮原子，氢原子和氮原子结合成氨气分子，氨气分子离开催化剂表面，故在催化剂表面合成氨反应过程的正确顺序是CEABD，故填：D；
（4）氨气在Pt-Rh合金的催化作用下被氧化成一氧化氮和水，是氨气和氧气反应生成一氧化氮和水，该反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Pt-Rh\;}}{\;}$4NO+6H₂O．故填：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Pt-Rh\;}}{\;}$4NO+6H₂O．
（5）硝酸铵中含有的营养元素是氮元素，故主要为农作物提供生长需要的氮元素，它与熟石灰混合使用会反应生成硝酸钙、水和氨气，造成降低肥效，故填：2NH₄NO₃+Ca（OH）₂=Ca（NO₃）₂+2H₂O+2NH₃↑．

点评 本题考查的是常见的化学方程式的书写以及化学反应微观过程的知识，完成此题，可以依据已有的知识结合题干提供的信息进行．