Question

某校化學(xué)小組學(xué)生利用下圖裝置進(jìn)行“氨的催化氧化及其產(chǎn)物驗證”實驗。（圖中夾持裝置已略去）

（1）裝置B中盛放的試劑是____________（填名稱），用來吸收混合氣體中的水汽。

（2）反應(yīng)開始時，將裝置C中鉑絲加熱到紅熱，撤去酒精燈，鉑絲變暗。此時鼓入空氣，鉑絲又變紅熱。這是因為氨的催化氧化是____________反應(yīng)。

（3）實驗過程中，裝置D中的導(dǎo)管容易生成無色晶體而堵塞。為了解決該問題，可以在活塞a后增加____________（選填序號）。

①盛有蒸餾水的洗氣瓶  ②盛有濃鹽酸的洗氣瓶  ③盛有堿石灰的U形管

（4）反應(yīng)一段時間后，裝置E中的氣體顏色應(yīng)為____________色。此時，裝置E中的含氮化合物有NH₃、NO、NO₂、________________________（填化學(xué)式）。

（5）反應(yīng)一段時間后，裝置F中的紫色石蕊試液變紅，其原因是（寫出化學(xué)方程式）____

____________________________________________________________________。

（6）工業(yè)上合成氨的反應(yīng)是：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH=-92.2 kJ·mol^-1。

①下列做法能夠提高工業(yè)合成氨轉(zhuǎn)化率的是___________（選填字母）

a.增大壓強(qiáng)  b.升高溫度  c.使用鐵觸媒  d.將生成的NH₃及時從混合氣體中分離出去

②工業(yè)合成氨時采用500 ℃左右的溫度，主要是因為_____________。

Answer 1

（1）堿石灰 

（2）放熱 

（3）① 

（4）紅棕  N₂O₄ 

（5）3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO 

（6）①a、d 

②該溫度時催化劑的活性最大，化學(xué)反應(yīng)速率較快  。

解析：（1）裝置B中試劑用于干燥NH₃和空氣，可選用堿石灰、固體NaOH、固體CaO等。（2）4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，反應(yīng)放熱，使鉑絲變紅熱。（3）堵塞導(dǎo)管的無色晶體是NH₄NO₃，為防止NH₃和HNO₃反應(yīng)生成NH₄NO₃，可選用H₂O將NH₃和HNO₃吸收掉。選用濃鹽酸時會混入HCl，不可行。堿石灰不吸收NH₃，不可行。（4）E裝置內(nèi)氣體因含NO₂而顯紅棕色，E中另外含氮化合物還有N₂O₄。（5）進(jìn)入F的NO₂發(fā)生反應(yīng)，3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，生成的HNO₃使紫色石蕊試液變紅。（6）①合成氨為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡左移，降低合成氨的轉(zhuǎn)化率。使用鐵觸媒不改變平衡狀態(tài)，不影響合成氨的轉(zhuǎn)化率。a、d兩做法均使平衡右移，均能提高合成氨的轉(zhuǎn)化率。②合成氨的溫度既要考慮平衡轉(zhuǎn)化率，又要考慮催化劑活性和反應(yīng)速率。溫度為500 ℃時，合成氨的轉(zhuǎn)化率較小，但催化劑活性較大，反應(yīng)速率較快，此溫度更有利于NH₃的生產(chǎn)。