Question

【題目】NH3可用于制氮肥尿素、碳銨等、HNO3、銨鹽、純堿，還可用于制合成纖維、塑料、染料等。回答下列問題：

(1)傳統的聯氨(N2H4)合成方法是用NaClO溶液氧化NH3得到，反應的化學方程式為________________。聯氨的電子式為________________。

(2)已知①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol，②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) H=-624kJ/mol，則反應2NH3(g) +2H2O(l)N2H4(l)+O2(g) +3H2(g)的H=________，該反應的平衡常數表達式為________________，在常溫下該反應________(填“能”或“不能”)自發進行。為了提高N2H4的產率，下列措施可行的是____________________。

A.增加H2O(l)的量B.增大壓強C.降低溫度 D.及時導出O2

(3)現在采用電解法合成氨，在電解法合成氨的過程中，用石墨作電極，陽極通入________________，陰極通入________________，陰極的電極反應式為________________。

Answer 1

【答案】NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O +716.4kJ/mol 不能 D H2 N2 N2+6H++6e-=2NH3

【解析】

(1)NaClO氧化NH3得到N2H4，N元素化合價由-3升為-2，Cl元素化合價由+1降為-1，根據得失電子守恒寫出反應的化學方程式為NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O，聯氨的電子式為；

(2)根據蓋斯定律計算；平衡常數表達式K=；根據綜合判據判斷反應方向；

A.在常溫下，氨氣和水反應生成氨水，增加H2O(l)的量，平衡不移動，N2H4的產率不變；

B.反應體系中，反應物氣體的計量數小于生成物氣體計量數的和，則增大壓強平衡逆向移動，N2H4的產率降低；

C.該反應為吸熱反應，降低溫度，平衡逆向移動，N2H4的產率降低；

D.及時導出O2，平衡向正反應方向移動，N2H4的產率升高；

(3)電解法合成氨，陽極發生氧化反應，應通入氫氣，陰極發生還原反應，應通入氮氣。

(1)NaClO氧化NH3得到N2H4，N元素化合價由-3升為-2，Cl元素化合價由+1降為-1，根據得失電子守恒寫出反應的化學方程式為NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O，聯氨的電子式為；

(2)已知①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol，②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) H=-624kJ/mol，2NH3(g) +2H2O(l)N2H4(l)+O2(g) +3H2(g) ③，根據蓋斯定律③=-(①+②) H=92.4+624=+716.4 kJ/mol；

平衡常數表達式K=；

該反應為熵增的吸熱反應，H>0，S>0，則在常溫下，H-TS>0，反應不能自發進行；

A.在常溫下，氨氣和水反應生成氨水，增加H2O(l)的量，平衡不移動，N2H4的產率不變，A錯誤；

B.反應體系中，反應物氣體的計量數小于生成物氣體計量數的和，則增大壓強平衡逆向移動，N2H4的產率降低，B錯誤；

C.該反應為吸熱反應，降低溫度，平衡逆向移動，N2H4的產率降低，C錯誤；

D.及時導出O2，平衡向正反應方向移動，N2H4的產率升高，D正確；

答案為D；

(3)電解法合成氨，陽極發生氧化反應，應通入氫氣，陰極發生還原反應，應通入氮氣，陰極的電極反應方程式為N2+6H++6e-=2NH3。