Question

【題目】NH3是一種重要的化工原料，可用來制備肼、硝酸、硝酸銨和氯胺等。

（1）N2和H2以物質的量之比為1∶3在不同溫度和壓強下發生反應：N2+3H22NH3，測得平衡體系中NH3的物質的量分數如圖。

①下列途徑可提高氨氣產率的是_____(填序號)。

a.采用常溫條件 b.采用適當的催化劑 c.將原料氣加壓 d.將氨液化，不斷移去液氨

②上圖中所示的平衡體系中NH3的物質的量分數為0.549和0.478時，該反應的平衡常數分別為K1、K2，則K1___(選填“＞”或“＜”或“＝”)K2。

（2）肼(N2H4)是一種火箭燃料。已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)H=+67.7kJ·mol-1

N2H4(g)+O2g)＝N2(g)+2H2O(g)H=－534.0kJ·mol-1

NO2(g)＝1/2N2O4(g)H=－28.0 kJ·mol-1

①反應2N2H4(g)+N2O4(g)＝3N2(g)+4H2O(g)的H=_____ kJ·mol-1。

②氨氣與次氯酸鈉溶液反應生成肼的離子方程式為_________。

（3）電解硝酸工業的尾氣NO可制備NH4NO3，其工作原理如圖。

①陰極的電極反應式為__________。

②將電解生成的HNO3全部轉化為NH4NO3，則通入的NH3與實際參加反應的NO的物質的量之比至少為_________。

（4）飲用水消毒時，氯胺（NH2Cl等）在酸性條件下具有良好的效果，其原因是_____________。

Answer 1

【答案】 bcd = -1079. 7 2NH3+ClO-=Cl-+N2H4+H2O NO+5e-+6H+=NH4++H2O 1：4 氯胺與水反應存在平衡：NH2Cl+ H2ONH3+HClO，酸性條件下平衡右移使次氯酸濃度變大

【解析】(1)①a．采用常溫條件，化學反應速率慢，故a錯誤；b．采用適當的催化劑，加快合成氨的速率，故b正確；c．將原料氣加壓，加快了合成氨的速率，平衡正向移動，故c正確；d．將氨液化，不斷移去液氨，平衡正向移動，故d正確；故答案為bcd；
②圖1中所示的平衡體系中NH3的物質的量分數為0.549和0.478時的溫度都是400℃，溫度相同，化學平衡常數相等；
(2)①已知a．N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol，
b．N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol，
c．NO2(g)═N2O4(g)；△H=-28.0kJmol-1，
由蓋斯定律b×2-a-c×2得到：熱化學方程式：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1079.7kJ/mol；
②氨氣與次氯酸鈉溶液反應生成肼、氯化鈉、水，化學方程式為2NH3+NaClO═NaCl+N2H4+H2O，離子方程式為2NH3+ClO-═Cl-+N2H4+H2O；
(3)①工業上電解NO制備 NH4NO3，由裝置圖可知陽極發生氧化反應，NO被氧化生成NO3-，陰極發生還原反應，NO被還原生成NH4+，陽極反應為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O；
②總反應方程式為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，生成的硝酸和反應的NO的物質的量之比等于2：8=1：4，通入的NH3的物質的量至少應與生成的硝酸的物質的量相等，因此通入的NH3與實際參加反應的NO的物質的量之比至少為1︰4；
(4)氯胺與水反應存在平衡：NH2Cl+H2ONH3+HClO，酸性條件下，減小了NH3的濃度，平衡右移使次氯酸濃度變大。