Question

氮元素在自然界中廣泛存在，回答以下有關氮及其化合物的相關問題。
（1）氮元素是較活潑的非金屬元素，但N₂卻不活潑，其原因是                     。下列用途中，利用了N₂不活潑性質的是           
①用于合成氨氣  ②金屬焊接時的保護氣 ③保護食品 ④和氬氣混合填充燈泡
⑤以氮氣為原料制硝酸
（2）肼（N₂H₄）常用作火箭燃料，發生的反應是： N₂O₄(l) + 2N₂H₄(l)="==3" N₂(g)+4H₂O(g)
已知N₂H₄的結構可看做NH₃中一個H被-NH₂所替代，則N₂H₄分子中所有原子是否在同一平面內              （填“是”或“否”）。當該反應中有N_A個N-H鍵斷裂時，形成的π鍵有        mol。
（3）某化肥廠用以下流程制備硝酸銨：

上述過程中制硝酸所用去氨的質量占整個流程消耗氨質量的          %。

Answer 1

（1）N₂中有氮氮三鍵（1分）   ②③④（2分）
（2）否（1分）    3/4（1分）
（3）53.9（3分）

試題分析：
（1）N₂在高溫、高壓、催化劑存在條件下，能與某些物質發生反應。例N₂和H₂→NH₃→催化氧化得HNO₃，所以排除①⑤；
（2）1mol N₂H₄中有4mol N—H鍵,1mol N₂中有3mol共價鍵，其中有2molπ鍵，故斷裂N_A個N—H鍵時，形成的π鍵為3/4mol。
（3）設制HNO₃的NH₃的物質的量為1mol，則制得的HNO₃的物質的量為1mol ×0.90×0.95=0.855mol，制硝酸所用去氨的質量占整個流程消耗氨質量的的百分比為×100％=53.9％。