Question

化肥在農業生產中占有重要位置，目前使用的合成氨催化劑是由四氧化三鐵主催化劑和助催化劑（萬分之一氧化鋁和萬分之一氧化鉀等）組成。N₂和H₂在催化劑表面反應機理如下（Cata是catalyst縮寫，表示催化劑）：
①N₂(g)+Cata→2N(Cata)
②H₂(g)+Cata→2H(Cata)
③N(Cata)+H(Cata)→NH(Cata)
④NH(Cata)+H(Cata)→NH₂(Cata)
⑤NH₂(Cata)+H(Cata)→NH₃(Cata)
⑥…
試探究下列問題：
（1）請補充⑥（最后一步反應）機理的式子：     ▲      ；
（2）從共價鍵鍵能分析，可能最慢的一步是：    ▲     （填數字），該過程： ▲    （填放熱或吸熱）。
（3）石灰氮是一種氮素肥效長的肥料，同時也是一種低毒﹑無殘留的農藥，它可由電石與氮氣反應得到，石灰氮中陽離子與陰離子具有相同的質子總數，試寫出制備石灰氮的化學方程式：      ▲       。
（4）某研究性學習小組擬用甲醛法測定常見銨態氮肥的含氮量，（資料支撐： 4NH₄⁺ + 6HCHO = (CH₂)₆N₄H⁺ + 3H⁺ + 6H₂O，所生成的H⁺和(CH₂)₆N₄H⁺可用NaOH標準溶液滴定，采用酚酞作指示劑）。用甲醛法測定含氮量，不適合的銨鹽是：  ▲     （選填序號）。

A．NH4Cl

B．(NH4)2SO4

C．NH4NO3

D．NH4HCO3

Answer 1

（1）NH₃（Cata）→NH₃(g) +(Cata)；
（2）①；吸熱；
（3）CaC₂ + N₂→CaCN₂ + C，
（4）D

催化劑作用原理降低活化能，使得化學鍵更容易斷裂，參加反應最后再釋放出來，質量和性質都不變。（1）中容易解出NH₃（Cata）→NH₃(g) +(Cata)；（2）中有一定難度，各種錯誤都有，主要沒有理解，其實沒有看清“從共價鍵鍵能分析”這個提示性詞語，N≡N鍵能很大；（3）較難，“石灰氮中陽離子與陰離子具有相同的質子總數”要認真解讀，陽離子只能是Ca²⁺，質子數為20，余下只能拼出CN₂^—。（4）也較難，要讀透題中4NH₄⁺ + 6HCHO = (CH₂)₆N₄H⁺ + 3H⁺ + 6H₂O，有H⁺產生，容易與HCO₃^—反應干擾NaOH標準溶液滴定效果。