Question

【题目】NH3是一种重要的化工原料，可用来制备肼、硝酸、硝酸铵和氯胺等。

（1）N2和H2以物质的量之比为1∶3在不同温度和压强下发生反应：N2+3H22NH3，测得平衡体系中NH3的物质的量分数如图。

①下列途径可提高氨气产率的是_____(填序号)。

a.采用常温条件 b.采用适当的催化剂 c.将原料气加压 d.将氨液化，不断移去液氨

②上图中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时，该反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1___(选填“＞”或“＜”或“＝”)K2。

（2）肼(N2H4)是一种火箭燃料。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反应2N2H4(g)+N2O4(g)＝3N2(g)+4H2O(g)的H=_____ kJ·mol-1。

②氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼的离子方程式为_________。

（3）电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图。

①阴极的电极反应式为__________。

②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_________。

（4）饮用水消毒时，氯胺（NH2Cl等）在酸性条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 氯胺与水反应存在平衡：NH2Cl+ H2ONH3+HClO，酸性条件下平衡右移使次氯酸浓度变大

【解析】(1)①a．采用常温条件，化学反应速率慢，故a错误；b．采用适当的催化剂，加快合成氨的速率，故b正确；c．将原料气加压，加快了合成氨的速率，平衡正向移动，故c正确；d．将氨液化，不断移去液氨，平衡正向移动，故d正确；故答案为bcd；
②图1中所示的平衡体系中NH3的物质的量分数为0.549和0.478时的温度都是400℃，温度相同，化学平衡常数相等；
(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，
由盖斯定律b×2-a-c×2得到：热化学方程式：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1079.7kJ/mol；
②氨气与次氯酸钠溶液反应生成肼、氯化钠、水，化学方程式为2NH3+NaClO═NaCl+N2H4+H2O，离子方程式为2NH3+ClO-═Cl-+N2H4+H2O；
(3)①工业上电解NO制备 NH4NO3，由装置图可知阳极发生氧化反应，NO被氧化生成NO3-，阴极发生还原反应，NO被还原生成NH4+，阳极反应为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，阴极反应为：NO+5e-+6H+=NH4++H2O；
②总反应方程式为：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，生成的硝酸和反应的NO的物质的量之比等于2：8=1：4，通入的NH3的物质的量至少应与生成的硝酸的物质的量相等，因此通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为1︰4；
(4)氯胺与水反应存在平衡：NH2Cl+H2ONH3+HClO，酸性条件下，减小了NH3的浓度，平衡右移使次氯酸浓度变大。