Question

【題目】NH3是一種重要的化工原料，可用來(lái)制備肼、硝酸、硝酸銨和氯胺等。

（1）N2和H2以物質(zhì)的量之比為1∶3在不同溫度和壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，測(cè)得平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如右圖。

① 下列途徑可提高氨氣產(chǎn)率的是________(填字母)。

a. 采用常溫條件 b. 采用高溫條件

c. 將原料氣加壓 d. 將氨液化，不斷移去液氨

② 右圖中所示的平衡體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.549和0.478時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1________(填“>”“<”或“＝”)K2。

（2）肼(N2H4)是一種火箭燃料。已知：

N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)；ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－534.0 kJ·mol－1

NO2(g)===1/2N2O4(g)；ΔH＝－28.0 kJ·mol－1

① 反應(yīng)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

② 氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼的離子方程式為__________________________。

（3）電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3，其工作原理如右圖。

① 陰極的電極反應(yīng)式為____________________________________。

② 將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，則通入的NH3與實(shí)際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為________。

（4）飲用水消毒時(shí)，氯胺(NH2Cl等)在酸性條件下具有良好的效果（已知：NH2Cl＋H2O≒NH3＋HClO），其原因是__________________________________________。

Answer 1

【答案】 cd ＝ －1 079.7 2NH3＋ClO－===Cl－＋N2H4＋H2O NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O 1∶4 氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH2Cl＋H2O ≒ NH3＋HClO，酸性條件下平衡右移使次氯酸濃度變大

【解析】試題分析：（1）① 平衡正向移動(dòng)可提高氨氣產(chǎn)率；②物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.549和0.478時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度都是400℃；（2）① 根據(jù)蓋斯定律計(jì)算2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的焓變；②根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律書(shū)寫氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼的離子方程式；（3）① 陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陰極產(chǎn)物是NH；②電解總反應(yīng)是8NO＋7H2O=== 3NH4NO3＋2HNO3，根據(jù)電解總反應(yīng)分析通入氨氣的物質(zhì)的量； （4）酸性條件下NH2Cl＋H2O ≒ NH3＋HClO平衡正向移動(dòng)。

解析：（1）①采用常溫條件，反應(yīng)速率慢，故a錯(cuò)誤； b. 采用高溫條件，平衡逆向移動(dòng)，氨氣的產(chǎn)率降低，故b錯(cuò)誤； c. 將原料氣加壓，平衡正向移動(dòng)，氨氣的產(chǎn)率增大，故c正確； d. 將氨液化，不斷移去液氨，平衡正向移動(dòng)，氨氣產(chǎn)率增大，故d正確；②物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.549和0.478時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度都是400℃，溫度相同，平衡常數(shù)相同，故K1＝K2；

（2）①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)；ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1

②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－534.0 kJ·mol－1

③NO2(g)===1/2N2O4(g)；ΔH＝－28.0 kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律②×2－③×2－①得2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 079.7 kJ·mol－1；②根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼和氯離子，離子方程式是2NH3＋ClO－===Cl－＋N2H4＋H2O；（3）① 陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陰極產(chǎn)物是NH，陰極反應(yīng)式是NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O；②電解總反應(yīng)是8NO＋7H2O=== 3NH4NO3＋2HNO3，根據(jù)電解總反應(yīng)將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，則通入的NH3為2mol，所以通入的NH3與實(shí)際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為2:8=1:4； （4）酸性條件下NH2Cl＋H2O ≒ NH3＋HClO平衡正向移動(dòng)，使次氯酸濃度變大。